三维曲面件分段多点成形及其数值模拟

发布时间：2022-07-03 16:12

　　随着经济和科技的发展,人们对工业产品的需求趋于多样化和个性化,传统、单一、批量的产品生产方式已经无法满足现代生产的要求。而多点成形作为板材柔性成形方法,具有可重构模具型面功能,可以实现产品的柔性化和个性化生产。与传统模具不同,多点模具可以实现一套模具成形多种工件,极大降低模具制造成本,缩短产品生产周期。因此,对于多点成形的研究具有重要价值。本文研究了三维曲面件的分段多点成形,将分段方法和多点成形相结合,利用多点成形设备离散可变形的特点,在保证大型板材不分离的情况下对其进行分区域成形,实现小设备对大型三维曲面件的成形。本文对中厚板的固定冲头分段多点成形进行研究,对影响其成形质量的因素进行分析,并最终得到成形质量良好的成形件。另外,本文还研究了薄板的摆动冲头分段多点成形,指出摆动冲头的应用能够有效抑制薄板成形过程中出现的压痕、起皱、边缘效应等缺陷。本文主要研究内容和结论如下:1.分段多点成形影响因素的数值模拟研究建立分段多点成形有限元模型,探讨材料参数、载荷与边界条件、接触和摩擦类型、单元类型以及网格划分的具体设置。研究了重叠区大小、冲压方向以及过渡区设计对成形结果的影响,结果表明:合理设... 

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 多点成形简介
        1.2.1 多点成形的发展
        1.2.2 基本原理及特点
        1.2.3 应用范围
    1.3 分段多点成形
        1.3.1 分段多点成形的发展
        1.3.2 分段多点成形原理
        1.3.3 分段多点成形的关键问题
    1.4 板材成形数值模拟现状
        1.4.1 数值模拟的发展
        1.4.2 数值模拟的应用
        1.4.3 多点成形数值模拟概况
    1.5 选题意义及主要研究内容
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 主要研究内容
    1.6 小结
第2章 多点成形有限元模型的建立
    2.1 引言
    2.2 数值模拟理论基础
        2.2.1 基本方程
        2.2.2 能量原理
        2.2.3 弹塑性本构关系
    2.3 分段多点成形有限元模型的建立
        2.3.1 有限元模型
        2.3.2 材料参数的设置
        2.3.3 接触与摩擦类型的设置
        2.3.4 载荷和边界条件的选择
        2.3.5 单元类型及网格划分
    2.4 小结
第3章 分段多点成形影响因素的数值模拟研究
    3.1 引言
    3.2 重叠区大小的数值模拟
        3.2.1 重叠区的分析
        3.2.2 应变分析
        3.2.3 成形缺陷分析
    3.3 冲压方向的数值模拟
        3.3.1 冲压方向的分析
        3.3.2 应变分析
        3.3.3 成形缺陷分析
    3.4 过渡区设计的数值模拟
        3.4.1 球形件过渡区设计
        3.4.2 球形件应变分析
        3.4.3 球形件成形缺陷分析
        3.4.4 鞍形件过渡区设计
        3.4.5 鞍形件应变分析
        3.4.6 鞍形件成形缺陷分析
    3.5 小结
第4章 分段多点成形工艺实验
    4.1 引言
    4.2 分段多点成形实验
        4.2.1 实验设备及材料
        4.2.2 分段多点成形工艺流程
    4.3 分段多点成形结果分析
        4.3.1 重叠区大小的影响
        4.3.2 冲压方向的影响
        4.3.3 过渡区设计的影响
    4.4 小结
第5章 摆动冲头分段多点成形
    5.1 引言
    5.2 球头半径与曲面的几何关系
    5.3 摆动冲头的应用
    5.4 分段多点成形缺陷的分析和抑制
        5.4.1 压痕的分析和抑制
        5.4.2 起皱的分析和抑制
        5.4.3 边缘效应的分析和抑制
    5.5 不同类型冲头的数值模拟
        5.5.1 有限元模型的建立
        5.5.2 应变分析
        5.5.3 成形缺陷分析
    5.6 小结
第6章 摆动冲头分段多点成形工艺实验
    6.1 引言
    6.2 摆动冲头分段多点成形实验
        6.2.1 实验设备及材料
        6.2.2 实验过程
    6.3 实验结果及分析
        6.3.1 弹性垫的影响
        6.3.2 冲头类型的影响
    6.4 小结
第7章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]不同单元形式对多点模具柔性拉伸成形质量的影响[J]. 程艳艳,李明哲,邢健.  吉林大学学报(工学版). 2016(05)
[2]防皱多点成形及其误差分析[J]. 刘志卫,李明哲,韩奇钢.  机械工程学报. 2012(12)
[3]具有防皱功能的多点成形工艺数值模拟[J]. 刘志卫,李明哲,韩奇钢.  吉林大学学报(工学版). 2012(05)
[4]可重构柔性多点模具蒙皮拉形工艺设计系统[J]. 于成龙,李东升,李小强,杜宝瑞,李丁,张鑫.  计算机集成制造系统. 2010(06)
[5]中国模具工业的发展及现状[J]. 武兵书.  中国制造业信息化. 2010(08)
[6]冲头尺寸对多点拉形效果影响的数值模拟[J]. 王少辉,蔡中义,李明哲,李湘吉.  吉林大学学报(工学版). 2009(03)
[7]多点拉形数值模拟及模具型面补偿方法[J]. 蔡中义,张海明,李光俊,李明哲.  吉林大学学报(工学版). 2008(02)
[8]中厚板分段多点成形及其数值模拟[J]. 麻桂艳,付文智,李明哲,张传敏,马顺利.  北京科技大学学报. 2008(01)
[9]蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统开发及应用研究[J]. 罗红宇,李东升,曾元松,邹方,白雪飘.  塑性工程学报. 2006(06)
[10]钛合金颅骨修复体的多点成形数值模拟[J]. 谭富星,李明哲,钱直睿,袁媛.  吉林大学学报(工学版). 2006(06)

博士论文
[1]多点成形中的几种关键工艺及其数值模拟研究[D]. 钱直睿.吉林大学 2007

硕士论文
[1]船体外板多点成形数值模拟[D]. 顾思惠.吉林大学 2013
[2]多点拉形蒙皮件缺陷抑制方法的数值模拟研究[D]. 高燕.吉林大学 2009
[3]球形件的多道次和分段多点成形数值模拟[D]. 郝瑞霞.吉林大学 2006



本文编号：3655206