大型厚板件的摆动冲头多点成形工艺研究

发布时间：2023-05-24 21:08

　　金属板材成形行业中的多样化、快速精确成形一直是该领域中的难点所在,尤其是大型厚板件的成形,现有的加工方法存在着劳动强度大、生产周期长及成形精度低等劣势。多点成形作为一种具备离散化可重构模具型面的板材柔性成形技术,能够实现各种复杂形状、尺寸零件的快速成形。而摆动冲头多点成形则在此基础上对冲头进行优化设计,利用冲头在成形过程中与板材自适应贴合的特点,进一步提高了零件的表面质量与成形精度,同时拓宽了多点成形在板材厚度及曲率上的成形极限。研究大型厚板件在摆动冲头多点成形设备上的成形特点,对于车辆、船舶、建筑等行业的发展具有重要意义。本文的主要研究内容如下:1、摆动冲头多点成形原理与有限元模型建立基于多点成形设备的特点,对摆动冲头多点成形设备上的摆头装置进行介绍。阐述板材弹塑性有限元理论与厚板弯曲变形理论,以大型双曲率厚板件与球面厚板件为例,建立摆动冲头多点成形有限元模型,讨论模型中涉及到的材料力学性能参数、接触属性、载荷控制、约束条件及单元网格划分等问题。2、大型船体外板分段成形工艺研究探讨大型双曲率船体外板在摆动冲头多点设备上进行分段成形时重叠区大小、过渡区设计和成形顺序对质量的影响。研究表...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 厚板件成形方法概述
        1.2.1 机械冲压成形
        1.2.2 水火弯板成形
        1.2.3 激光弯曲成形
        1.2.4 高频感应加热成形
        1.2.5 摆动冲头多点成形
    1.3 摆动冲头多点成形简介
        1.3.1 多点成形的提出与发展
        1.3.2 摆动冲头的结构设计
    1.4 板材成形数值模拟的发展与应用
        1.4.1 板材成形数值模拟发展概况
        1.4.2 多点成形数值模拟发展概况
    1.5 选题意义及主要研究内容
    1.6 小结
第2章 板材成形有限元理论及模型建立
    2.1 引言
    2.2 板材塑性成形有限元理论
        2.2.1 有限元求解算法
        2.2.2 弹塑性材料的本构关系
    2.3 厚板弯曲理论
        2.3.1 Ressiner厚板理论
        2.3.2 考虑剪变形的位移场计算
        2.3.3 考虑剪变形的板材弯矩计算
    2.4 摆动冲头多点成形有限元模型建立
        2.4.1 材料参数
        2.4.2 边界条件
        2.4.3 网格划分
        2.4.4 有限元模型
    2.5 小结
第3章 船体外板分段成形工艺研究
    3.1 引言
    3.2 多点分段成形理论及建模
        3.2.1 分段成形理论
        3.2.2 板材首段成形有限元模型
    3.3 过渡区设计
        3.3.1 重叠区长度确定
        3.3.2 过渡区参数优化
        3.3.3 过渡区内各切点坐标计算
    3.4 不同分段成形方式对比
    3.5 实验结果
    3.6 小结
第4章 厚板件成形时的直边效应及其控制方法
    4.1 引言
    4.2 直边效应的产生
        4.2.1 有限元模拟
        4.2.2 直边效应分析
    4.3 控制方法研究
        4.3.1 余料尺寸对直边效应的影响
        4.3.2 摆动冲头尺寸对直边效应的影响
        4.3.3 基本体排布方式对直边效应的影响
    4.4 实验验证
    4.5 小结
第5章 摆动冲头多点成形厚板件的回弹分析
    5.1 引言
    5.2 回弹理论及其数值模拟方法
        5.2.1 板材弯曲回弹理论
        5.2.2 回弹数值模拟方法
    5.3 回弹的影响因素
        5.3.1 板厚因素
        5.3.2 材料因素
        5.3.3 曲率半径因素
        5.3.4 反复成形对回弹的影响
    5.4 双曲率零件的回弹补偿分析
        5.4.1 双曲率零件的回弹计算
        5.4.2 鞍形件的回弹补偿模拟
    5.5 小结
第6章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的成果
致谢



本文编号：3822319