身管自紧工艺参数设计分析及软件平台开发
发布时间：2023-05-07 15:37
液压自紧技术能够显著提高身管的弹性承载能力、改善身管工作应力分布状态以及提高身管的寿命,因此广泛应用在身管的制造加工过程中。由于自紧工艺及其后续的机加工工艺对自紧效果影响较为复杂,所以采用解析法与有限单元法对自紧工艺参数进行优化分析是十分必要的。 本文进行了液压自紧身管的毛坯设计,推导了理想弹塑性材料厚壁圆筒开端自紧条件下最佳自紧压力的求解公式。建立了自紧身管有限元模型,采用数值模拟方法验证了最佳自紧压力求解公式的合理性。针对现有评价标准的不足,补充了最佳自紧压力评价标准,为自紧工艺中最佳自紧压力的确定提供了一个有效的方法。对身管在最佳自紧压力下的自紧过程进行仿真分析,得到了残余应力场的分布状态。探讨了材料的反向屈服与包辛格效应对自紧残余应力的影响,分析了自紧身管尺寸过渡段的残余应力分布特点。 结合了叠加原理和有限元技术建立了身管预应力切削加工的有限元模型,对自紧身管的切削加工过程进行了数值分析。采用正交试验法设计仿真实验,讨论了各参数之间的关系,并深入分析了内、外切削厚度以及过应变百分比等参数对自紧身管最终承载能力的影响。 修正了身管毛坯的几何尺寸,重新选择了内层切削厚度,并且验证了...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
图表目录
1 绪论
1.1 课题研究的背景
1.2 身管液压自紧工艺简介
1.2.1 开端自紧法
1.2.2 闭端自紧法
1.3 液压自紧工艺研究状况
1.3.1 液压自紧工艺国外研究状况
1.3.2 液压自紧工艺国内研究状况
1.4 软件介绍
1.5 本课题研究的主要内容
2 最佳自紧压力与自紧过程分析
2.1 最佳自紧压力分析
2.1.1 最佳自紧压力的理论解
2.1.2 有限元仿真
2.1.3 结果讨论
2.1.4 结论
2.2 自紧过程分析
2.2.1 自紧身管残余应力的求解公式
2.2.2 建立身管自紧有限元模型
2.2.3 仿真分析结果数据分析
2.2.4 残余应力理论值与仿真值的比较
2.2.5 小结
2.3 反向屈服与包辛格效应对残余应力的影响
2.3.1 反向屈服现象
2.3.2 反向屈服与包辛格效应对自紧效果的影响
2.3.3 结论
2.4 自紧身管尺寸过渡段残余应力分析
2.4.1 模型建立
2.4.2 结果分析
2.4.3 结论
2.5 解析法与数值模拟法在身管自紧工艺分析中的比较
2.6 本章小结
3 切削加工对残余应力场分布的影响分析
3.1 叠加原理
3.2 切削过程仿真分析
3.2.1 有限元模型的建立
3.2.2 有限元仿真分析
3.3 影响参数分析
3.3.1 正交试验设计介绍
3.3.2 试验因子水平
3.3.3 试验安排
3.3.4 试验数据分析
3.3.5 极差分析
3.4 各参数对切削加工残余应力场的影响分析
3.4.1 仿真安排
3.4.2 结果和分析
3.5 切削加工对最佳自紧压力评价标准的影响
3.6 本章小结
4 自紧工艺参数的修正
4.1 毛坯尺寸的修正
4.1.1 内层切削厚度的选择
4.1.2 外层切削厚度的选择
4.2 自紧压力的修正
4.2.1 未考虑切削加工时的最佳自紧压力
4.2.2 考虑切削加工后的自紧压力
4.3 自紧效果验证
4.3.1 膛压曲线的拟合
4.3.2 膛压静态仿真分析
4.3.3 膛压动态仿真分析
4.4 本章小结
5 身管自紧参数化分析软件平台开发
5.1 软件各功能模块介绍
5.2 软件工作流程
5.3 软件开发程序语言与ABAQUS二次开发介绍
5.3.1 VB语言介绍
5.3.2 Python语言介绍
5.3.3 ABAQUS二次开发
5.4 身管自紧参数化软件操作实例
5.4.1 功能模块选择
5.4.2 身管自紧理论计算操作实例
5.4.3 身管自紧仿真分析操作实例
5.5 本章小结
6 全文总结与研究展望
6.1 全文总结
6.2 论文创新点
6.3 研究展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3810849
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
图表目录
1 绪论
1.1 课题研究的背景
1.2 身管液压自紧工艺简介
1.2.1 开端自紧法
1.2.2 闭端自紧法
1.3 液压自紧工艺研究状况
1.3.1 液压自紧工艺国外研究状况
1.3.2 液压自紧工艺国内研究状况
1.4 软件介绍
1.5 本课题研究的主要内容
2 最佳自紧压力与自紧过程分析
2.1 最佳自紧压力分析
2.1.1 最佳自紧压力的理论解
2.1.2 有限元仿真
2.1.3 结果讨论
2.1.4 结论
2.2 自紧过程分析
2.2.1 自紧身管残余应力的求解公式
2.2.2 建立身管自紧有限元模型
2.2.3 仿真分析结果数据分析
2.2.4 残余应力理论值与仿真值的比较
2.2.5 小结
2.3 反向屈服与包辛格效应对残余应力的影响
2.3.1 反向屈服现象
2.3.2 反向屈服与包辛格效应对自紧效果的影响
2.3.3 结论
2.4 自紧身管尺寸过渡段残余应力分析
2.4.1 模型建立
2.4.2 结果分析
2.4.3 结论
2.5 解析法与数值模拟法在身管自紧工艺分析中的比较
2.6 本章小结
3 切削加工对残余应力场分布的影响分析
3.1 叠加原理
3.2 切削过程仿真分析
3.2.1 有限元模型的建立
3.2.2 有限元仿真分析
3.3 影响参数分析
3.3.1 正交试验设计介绍
3.3.2 试验因子水平
3.3.3 试验安排
3.3.4 试验数据分析
3.3.5 极差分析
3.4 各参数对切削加工残余应力场的影响分析
3.4.1 仿真安排
3.4.2 结果和分析
3.5 切削加工对最佳自紧压力评价标准的影响
3.6 本章小结
4 自紧工艺参数的修正
4.1 毛坯尺寸的修正
4.1.1 内层切削厚度的选择
4.1.2 外层切削厚度的选择
4.2 自紧压力的修正
4.2.1 未考虑切削加工时的最佳自紧压力
4.2.2 考虑切削加工后的自紧压力
4.3 自紧效果验证
4.3.1 膛压曲线的拟合
4.3.2 膛压静态仿真分析
4.3.3 膛压动态仿真分析
4.4 本章小结
5 身管自紧参数化分析软件平台开发
5.1 软件各功能模块介绍
5.2 软件工作流程
5.3 软件开发程序语言与ABAQUS二次开发介绍
5.3.1 VB语言介绍
5.3.2 Python语言介绍
5.3.3 ABAQUS二次开发
5.4 身管自紧参数化软件操作实例
5.4.1 功能模块选择
5.4.2 身管自紧理论计算操作实例
5.4.3 身管自紧仿真分析操作实例
5.5 本章小结
6 全文总结与研究展望
6.1 全文总结
6.2 论文创新点
6.3 研究展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3810849
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