铝合金薄板超声辅助渐进成形塑性软化机理及成形性能探究
发布时间：2021-03-01 07:17
渐进成形作为一种柔性无模成形技术,适合小批量的生产方式,已经在航空航天、汽车制造和医疗领域等方面得到了应用。与传统板材冲压成形工艺相比,渐进成形技术无需模具,灵活性好,设备能耗低,在复杂薄壁件制造领域具有广阔的发展前景。但其本身的特点也使得板材在成形的过程中缺少支撑,易造成厚度不均、精度较差等问题,限制了该技术的工业化大范围应用。同时,鉴于超声振动已经应用于多种塑性加工工艺中,并具有改善材料塑性变形行为、降低加工力等作用效果。为此,本文将超声振动能量引入到渐进成形工艺中,并研究了超声振动在加工过程中的塑性软化机理以及对加工完成后成形件性能的影响。首先,基于超声振动应力叠加效应机制,探究了超声振动场下材料周期性反复加载与卸载对渐进成形过程的影响机理。在使用ANSYS/LS-DYNA软件模拟板材渐进成形过程的基础上,对超声辅助渐进成形过程进行有限元仿真。其中,超声振动的应力叠加效应通过在工具头上叠加正弦位移来实现。之后进行了超声辅助点成形实验,通过对比实验与仿真结果可以识别应力叠加效应导致的软化效果占超声塑性软化效果的比重。在成形深度为5mm时,超声塑性软化效应引起的成形力下降率为37.0...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一l渐进成形工艺过程及工艺参数
?好的应用于新车型的开发与概念车的试制采用渐进成形技术制造的汽车类相??关零件如图１－４所示。??ａ?ｎｏ??（ａ）?ＨｏｎｄａＳ８００型汽车覆盖件丨Ｗ?（ｂ）?ＴＯＹＯＴＡ?ｉ车型上棱线成形丨１５】??图１－４渐进成形在汽车领域的应用??在医学方面，生物医疗植入物、矫形器等由于患者的体质、外形等不同更需??个性化制造。渐进成形加工技术适合这种单件制造需求，而且可以更好的满足生??理曲度复杂部位塑形要求。Ａｍｂｒｏｇｉｏ等？较早的利用渐进成形技术制造了一种??定制踝关节支撑，显示了良好的尺寸精度，进一步提高了该技术在生产单一复杂??产品的应用。Ｄｏｕｆｌｏｕ＾利用渐进成形工艺实现了颅骨修复体的加工制造。国内方??面，莫建华等ｗ较早的将渐进成形技术应用于钛网板颅骨修复体的制造中。在医??疗领域采用渐进成形技术制造的零件如图１－５所示。??（ａ）踝足矫正器丨１６】?（ｂ）头盖骨修复体丨１７〗??图１－５渐进成形在医疗领域的应用??由以上概述可知，渐进成形加工技术在国民经济相关的各个生产领域都有着??广泛的应用潜力。同时还科应用于一些其他领域复杂曲面零件的加工，如佛像、??人脸和火山模型的加工。??１．２渐进成形技术研究现状??随着各学科研究的不断深入以及检测设备不断开发与升级，国内外学者在渐??进成形技术的成形机理、有限元模拟和成形质量优化等方面都展开了大量的研究
?好的应用于新车型的开发与概念车的试制采用渐进成形技术制造的汽车类相??关零件如图１－４所示。??ａ?ｎｏ??（ａ）?ＨｏｎｄａＳ８００型汽车覆盖件丨Ｗ?（ｂ）?ＴＯＹＯＴＡ?ｉ车型上棱线成形丨１５】??图１－４渐进成形在汽车领域的应用??在医学方面，生物医疗植入物、矫形器等由于患者的体质、外形等不同更需??个性化制造。渐进成形加工技术适合这种单件制造需求，而且可以更好的满足生??理曲度复杂部位塑形要求。Ａｍｂｒｏｇｉｏ等？较早的利用渐进成形技术制造了一种??定制踝关节支撑，显示了良好的尺寸精度，进一步提高了该技术在生产单一复杂??产品的应用。Ｄｏｕｆｌｏｕ＾利用渐进成形工艺实现了颅骨修复体的加工制造。国内方??面，莫建华等ｗ较早的将渐进成形技术应用于钛网板颅骨修复体的制造中。在医??疗领域采用渐进成形技术制造的零件如图１－５所示。??（ａ）踝足矫正器丨１６】?（ｂ）头盖骨修复体丨１７〗??图１－５渐进成形在医疗领域的应用??由以上概述可知，渐进成形加工技术在国民经济相关的各个生产领域都有着??广泛的应用潜力。同时还科应用于一些其他领域复杂曲面零件的加工，如佛像、??人脸和火山模型的加工。??１．２渐进成形技术研究现状??随着各学科研究的不断深入以及检测设备不断开发与升级，国内外学者在渐??进成形技术的成形机理、有限元模拟和成形质量优化等方面都展开了大量的研究
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国制造2025背景下机械制造业面临的新机遇[J]. 王慧锋,暴建霞. 内燃机与配件. 2018(12)
[2]工艺参数对多点复合渐进成形厚度减薄的影响[J]. 蔡改贫,周小磊,熊洋,蒙鹏宇. 材料科学与工艺. 2015(04)
[3]金属超声振动塑性成形技术研究现状及其发展趋势[J]. 仲崇凯,管延锦,姜良斌,解振东. 精密成形工程. 2015(01)
[4]超声振动塑性加工技术的现状分析[J]. 赵升吨,李泳峄,范淑琴. 中国机械工程. 2013(06)
[5]基于工艺参数的渐进成形回弹量预测与控制[J]. 李军超,潘俊杰,耿佩,谭毅. 热加工工艺. 2012(07)
[6]数控渐进成形技术航天应用前景分析[J]. 李彩玲,赵长喜,李继霞. 科技创新导报. 2010(21)
[7]金属脉冲振动拉拔成形一维表面效应机理分析[J]. 蔡改贫,张晖,刘峥. 锻压技术. 2009(01)
[8]塑性成形过程的振动应用技术[J]. 温彤,裴春雷,李昌坤. 热加工工艺. 2009(01)
[9]塑性加工技术新进展[J]. 王仲仁,滕步刚,汤泽军. 中国机械工程. 2009(01)
[10]金属板材数字化渐进成形技术研究现状[J]. 莫健华,韩飞. 中国机械工程. 2008(04)
博士论文
[1]基于多点成形与渐进成形的板料复合成形技术研究[D]. 李湘吉.吉林大学 2009
硕士论文
[1]超声振动辅助成形本构模型理论及实验研究[D]. 王家鹏.上海交通大学 2015
[2]双面渐进成形数值模拟及实验研究[D]. 吴金晗.浙江工业大学 2014
[3]一种小型金属板料数控渐进成形机床设计[D]. 孔波.南京航空航天大学 2012
[4]复杂金属板材渐进成形仿真技术研究[D]. 赵继承.南京航空航天大学 2010
[5]颅骨修复体设计、制造工艺研究及有限元分析[D]. 王培.华中科技大学 2009
本文编号：3057134
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一l渐进成形工艺过程及工艺参数
?好的应用于新车型的开发与概念车的试制采用渐进成形技术制造的汽车类相??关零件如图１－４所示。??ａ?ｎｏ??（ａ）?ＨｏｎｄａＳ８００型汽车覆盖件丨Ｗ?（ｂ）?ＴＯＹＯＴＡ?ｉ车型上棱线成形丨１５】??图１－４渐进成形在汽车领域的应用??在医学方面，生物医疗植入物、矫形器等由于患者的体质、外形等不同更需??个性化制造。渐进成形加工技术适合这种单件制造需求，而且可以更好的满足生??理曲度复杂部位塑形要求。Ａｍｂｒｏｇｉｏ等？较早的利用渐进成形技术制造了一种??定制踝关节支撑，显示了良好的尺寸精度，进一步提高了该技术在生产单一复杂??产品的应用。Ｄｏｕｆｌｏｕ＾利用渐进成形工艺实现了颅骨修复体的加工制造。国内方??面，莫建华等ｗ较早的将渐进成形技术应用于钛网板颅骨修复体的制造中。在医??疗领域采用渐进成形技术制造的零件如图１－５所示。??（ａ）踝足矫正器丨１６】?（ｂ）头盖骨修复体丨１７〗??图１－５渐进成形在医疗领域的应用??由以上概述可知，渐进成形加工技术在国民经济相关的各个生产领域都有着??广泛的应用潜力。同时还科应用于一些其他领域复杂曲面零件的加工，如佛像、??人脸和火山模型的加工。??１．２渐进成形技术研究现状??随着各学科研究的不断深入以及检测设备不断开发与升级，国内外学者在渐??进成形技术的成形机理、有限元模拟和成形质量优化等方面都展开了大量的研究
?好的应用于新车型的开发与概念车的试制采用渐进成形技术制造的汽车类相??关零件如图１－４所示。??ａ?ｎｏ??（ａ）?ＨｏｎｄａＳ８００型汽车覆盖件丨Ｗ?（ｂ）?ＴＯＹＯＴＡ?ｉ车型上棱线成形丨１５】??图１－４渐进成形在汽车领域的应用??在医学方面，生物医疗植入物、矫形器等由于患者的体质、外形等不同更需??个性化制造。渐进成形加工技术适合这种单件制造需求，而且可以更好的满足生??理曲度复杂部位塑形要求。Ａｍｂｒｏｇｉｏ等？较早的利用渐进成形技术制造了一种??定制踝关节支撑，显示了良好的尺寸精度，进一步提高了该技术在生产单一复杂??产品的应用。Ｄｏｕｆｌｏｕ＾利用渐进成形工艺实现了颅骨修复体的加工制造。国内方??面，莫建华等ｗ较早的将渐进成形技术应用于钛网板颅骨修复体的制造中。在医??疗领域采用渐进成形技术制造的零件如图１－５所示。??（ａ）踝足矫正器丨１６】?（ｂ）头盖骨修复体丨１７〗??图１－５渐进成形在医疗领域的应用??由以上概述可知，渐进成形加工技术在国民经济相关的各个生产领域都有着??广泛的应用潜力。同时还科应用于一些其他领域复杂曲面零件的加工，如佛像、??人脸和火山模型的加工。??１．２渐进成形技术研究现状??随着各学科研究的不断深入以及检测设备不断开发与升级，国内外学者在渐??进成形技术的成形机理、有限元模拟和成形质量优化等方面都展开了大量的研究
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国制造2025背景下机械制造业面临的新机遇[J]. 王慧锋,暴建霞. 内燃机与配件. 2018(12)
[2]工艺参数对多点复合渐进成形厚度减薄的影响[J]. 蔡改贫,周小磊,熊洋,蒙鹏宇. 材料科学与工艺. 2015(04)
[3]金属超声振动塑性成形技术研究现状及其发展趋势[J]. 仲崇凯,管延锦,姜良斌,解振东. 精密成形工程. 2015(01)
[4]超声振动塑性加工技术的现状分析[J]. 赵升吨,李泳峄,范淑琴. 中国机械工程. 2013(06)
[5]基于工艺参数的渐进成形回弹量预测与控制[J]. 李军超,潘俊杰,耿佩,谭毅. 热加工工艺. 2012(07)
[6]数控渐进成形技术航天应用前景分析[J]. 李彩玲,赵长喜,李继霞. 科技创新导报. 2010(21)
[7]金属脉冲振动拉拔成形一维表面效应机理分析[J]. 蔡改贫,张晖,刘峥. 锻压技术. 2009(01)
[8]塑性成形过程的振动应用技术[J]. 温彤,裴春雷,李昌坤. 热加工工艺. 2009(01)
[9]塑性加工技术新进展[J]. 王仲仁,滕步刚,汤泽军. 中国机械工程. 2009(01)
[10]金属板材数字化渐进成形技术研究现状[J]. 莫健华,韩飞. 中国机械工程. 2008(04)
博士论文
[1]基于多点成形与渐进成形的板料复合成形技术研究[D]. 李湘吉.吉林大学 2009
硕士论文
[1]超声振动辅助成形本构模型理论及实验研究[D]. 王家鹏.上海交通大学 2015
[2]双面渐进成形数值模拟及实验研究[D]. 吴金晗.浙江工业大学 2014
[3]一种小型金属板料数控渐进成形机床设计[D]. 孔波.南京航空航天大学 2012
[4]复杂金属板材渐进成形仿真技术研究[D]. 赵继承.南京航空航天大学 2010
[5]颅骨修复体设计、制造工艺研究及有限元分析[D]. 王培.华中科技大学 2009
本文编号：3057134
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