金属板材力-位移可调多点成形规律研究
发布时间：2025-02-05 19:15
航空、航天、船舶等行业板材零件具有批量少、品种多的特点,适合采用多点模具成形技术进行生产。为解决传统多点模具成形存在的回弹大和易起皱难题,本文提出了力-位移可调多点模具成形新工艺。核心思想是将力和位移分别控制,使板材各区域始终在法向约束下发生变形,实现曲面件精密成形。本文以圆柱面件和马鞍面件为研究对象,通过理论分析、数值模拟和实验研究,阐明不同力和位移加载条件下的变形规律和回弹规律,揭示全区域法向约束条件下起皱和回弹抑制机制,为曲面件力-位移可调多点模具成形提供理论指导和技术支持。通过力-位移可调多点模具成形过程力学分析,阐明了不同成形阶段各区域板材应力状态,分别给出了法向约束力上限值和下限值。上限值与压头和板材之间摩擦系数成反比,高于上限时出现减薄、开裂缺陷;下限值与板材厚度成正比,低于下限时出现欠成形缺陷;推导了板材在法向约束条件下的弯矩计算公式,揭示了全区域法向约束对减小回弹的作用机制。板材截面受面内切向拉应力作用,使板材拉应力区增加、压应力区减小,中性层向内移动,导致弹复弯矩减小,进而减小了板材回弹量;获得了双向弯曲作用下的板材变形规律。双向弯曲使板材反复受拉应力和压应力作用,能...
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 多点模具冲压成形进展
1.2.1 多点模具冲压成形应用进展
1.2.2 多点模具冲压成形回弹进展
1.2.3 多点模具冲压成形起皱进展
1.3 多点模具数控拉形进展
1.4 特种多点成形现状
1.4.1 多点三明治成形
1.4.2 多点流体成形
1.4.3 多点柔性压头成形
1.4.4 多点增量成形
1.5 课题研究意义和主要内容
第2章 力-位移可调多点模具成形力学解析
2.1 引言
2.2 力-位移可调多点模具成形原理
2.3 力-位移可调板材多点模具成形分区与应力状态
2.4 法向约束力极值分析
2.4.1 法向约束力下限
2.4.2 法向约束力上限
2.5 力-位移可调板材多点模具成形回弹分析
2.5.1 传统多点模具成形弯矩
2.5.2 力-位移可调多点模具成形弯矩
2.5.3 双向弯曲对回弹的影响
2.5.4 回弹补偿分析
2.6 力-位移可调板材多点模具成形临界起皱应力
2.7 本章小结
第3章 力-位移可调多点模具成形数值模拟
3.1 引言
3.2 数值模拟难点与参数化建模
3.2.1 数值模拟难点
3.2.2 数值模型建立
3.2.3 参数化建模
3.3 圆柱面件力-位移可调多点模具成形数值模拟
3.3.1 力-位移可调多点模具成形过程应力状态
3.3.2 不同约束力条件下板材变形特征
3.3.3 不同位移加载方式下应力应变状态
3.3.4 不同压头排布条件下应力应变状态
3.4 马鞍面件力-位移可调多点模具成形数值模拟
3.4.1 力-位移可调多点模具成形过程应力应变状态
3.4.2 不同压头排布条件下应力应变状态
3.5 本章小结
第4章 圆柱面件力-位移可调多点模具成形实验研究
4.1 引言
4.2 试件形状与材料
4.2.1 试件形状
4.2.2 实验材料
4.2.3 型面与壁厚测试方法
4.3 力-位移可调多点模具成形装置的研制
4.4 圆柱面件力-位移可调多点模具成形规律
4.4.1 研究方案
4.4.2 不同成形方式下回弹和壁厚分布规律
4.4.3 不同约束力条件下缺陷与约束力区间
4.4.4 不同位移加载方式下缺陷与壁厚分布规律
4.5 不同板材参数对圆柱面件回弹影响
4.5.1 研究方案
4.5.2 板材性能影响规律
4.5.3 坯料厚度影响规律
4.5.4 曲率半径影响规律
4.6 回弹补偿对圆柱面件成形精度影响
4.7 本章小结
第5章 马鞍面件力-位移可调多点模具成形实验研究
5.1 引言
5.2 试件形状
5.3 不同加载方式下马鞍面件变形规律
5.3.1 研究方案
5.3.2 力-位移可调多点模具成形对起皱的抑制
5.3.3 不同约束力对折痕影响
5.3.4 不同压头排布对折痕影响
5.4 不同坯料厚度对折痕影响
5.5 本章小结
结论
创新点
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：4030318
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 多点模具冲压成形进展
1.2.1 多点模具冲压成形应用进展
1.2.2 多点模具冲压成形回弹进展
1.2.3 多点模具冲压成形起皱进展
1.3 多点模具数控拉形进展
1.4 特种多点成形现状
1.4.1 多点三明治成形
1.4.2 多点流体成形
1.4.3 多点柔性压头成形
1.4.4 多点增量成形
1.5 课题研究意义和主要内容
第2章 力-位移可调多点模具成形力学解析
2.1 引言
2.2 力-位移可调多点模具成形原理
2.3 力-位移可调板材多点模具成形分区与应力状态
2.4 法向约束力极值分析
2.4.1 法向约束力下限
2.4.2 法向约束力上限
2.5 力-位移可调板材多点模具成形回弹分析
2.5.1 传统多点模具成形弯矩
2.5.2 力-位移可调多点模具成形弯矩
2.5.3 双向弯曲对回弹的影响
2.5.4 回弹补偿分析
2.6 力-位移可调板材多点模具成形临界起皱应力
2.7 本章小结
第3章 力-位移可调多点模具成形数值模拟
3.1 引言
3.2 数值模拟难点与参数化建模
3.2.1 数值模拟难点
3.2.2 数值模型建立
3.2.3 参数化建模
3.3 圆柱面件力-位移可调多点模具成形数值模拟
3.3.1 力-位移可调多点模具成形过程应力状态
3.3.2 不同约束力条件下板材变形特征
3.3.3 不同位移加载方式下应力应变状态
3.3.4 不同压头排布条件下应力应变状态
3.4 马鞍面件力-位移可调多点模具成形数值模拟
3.4.1 力-位移可调多点模具成形过程应力应变状态
3.4.2 不同压头排布条件下应力应变状态
3.5 本章小结
第4章 圆柱面件力-位移可调多点模具成形实验研究
4.1 引言
4.2 试件形状与材料
4.2.1 试件形状
4.2.2 实验材料
4.2.3 型面与壁厚测试方法
4.3 力-位移可调多点模具成形装置的研制
4.4 圆柱面件力-位移可调多点模具成形规律
4.4.1 研究方案
4.4.2 不同成形方式下回弹和壁厚分布规律
4.4.3 不同约束力条件下缺陷与约束力区间
4.4.4 不同位移加载方式下缺陷与壁厚分布规律
4.5 不同板材参数对圆柱面件回弹影响
4.5.1 研究方案
4.5.2 板材性能影响规律
4.5.3 坯料厚度影响规律
4.5.4 曲率半径影响规律
4.6 回弹补偿对圆柱面件成形精度影响
4.7 本章小结
第5章 马鞍面件力-位移可调多点模具成形实验研究
5.1 引言
5.2 试件形状
5.3 不同加载方式下马鞍面件变形规律
5.3.1 研究方案
5.3.2 力-位移可调多点模具成形对起皱的抑制
5.3.3 不同约束力对折痕影响
5.3.4 不同压头排布对折痕影响
5.4 不同坯料厚度对折痕影响
5.5 本章小结
结论
创新点
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：4030318
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