表面微沟槽板材三维曲面拉伸成形数值模拟研究

发布时间：2017-09-11 01:04

  本文关键词：表面微沟槽板材三维曲面拉伸成形数值模拟研究

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【摘要】：表面微沟槽板材拉伸成形是将表面带有微沟槽的板材件拉伸成形为三维曲面件，将微沟槽减阻功能与拉伸成形工艺相结合，实现微沟槽减阻功能的价值。平面板材表面加工出微沟槽后，，与光滑表面板材相比其成形性是否受到微沟槽的影响；同时在拉伸成形加工过程中，是否对板材表面微沟槽产生了扭曲变形是本文研究的目的。具体的研究内容如下： 1、本文通过单向拉伸实验研究微沟槽对板材拉伸性能的影响，采用有限元软件建立有限元模型，对不同沟槽方向板材和光滑表面板材、不同微沟槽板材单向拉伸模拟，确定出不同沟槽方向下微沟槽板材的成形效果，微沟槽对板材成形性的影响，以及不同形貌的微沟槽板材的成形性。通过实验结合模拟发现，平面板材表面加工出微沟槽后其成形性受微沟槽影响，板材拉伸极限降低。沿顺沟槽方向拉伸时板材延伸量要大于垂直于沟槽方向拉伸。沟槽的几何形貌对其成形性有一定影响，几何形貌不同，板材成形性不同。 2、针对柱形件、鞍形件、球形件的拉伸成形过程构建了相应的有限元模型，进行了表面微结构板材拉伸成形的数值模拟研究。研究结果表明：沿顺沟槽方向拉伸比垂直于沟槽拉伸时拉伸极限大。垂直于沟槽方向拉伸时，沟槽变形大。带有微沟槽的板材比光滑表面板材拉伸极限小，不同几何形貌的表面微沟槽板材拉伸极限不同，拉伸极限与微沟槽的几何形貌、沟槽间距有关。在成形三维曲面形状件时，微沟槽沿曲面件曲率中心方向弯曲倾斜，沟槽深度发生变化。不同形貌的微沟槽板材，变化不同，随模具曲率半径的减小及延伸量的增加，沟槽深度变化越大。当模具曲率很大时，局部区域沟槽有严重倾斜扭曲现象。 3、论文针对不同几何形貌微沟槽板材进行回弹研究，结果表明：带有微沟槽的板材比光滑表面板材回弹量大，不同几何形貌的微沟槽板材回弹量不同，随着表面沟槽间距的增加，板材回弹量增大。 论文的研究方法与结论对表面微沟槽板材三维曲面成形及今后微沟槽曲面件的减阻研究具有一定的指导意义，为表面微沟槽三维曲面件的应用奠定基础。
【关键词】：拉伸成形 微沟槽 减阻 数值模拟 回弹
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 引言9
• 1.2 减阻功能微结构表面国内、外发展现状9-14
• 1.3 国内、外微结构加工方法14-17
• 1.4 拉伸成形及国内外研究现状17-18
• 1.5 选题意义及研究内容18-19
• 1.6 本章小结19-21
• 第二章 表面微沟槽板材拉伸成形有限元模型21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 数值模拟有限元理论21-24
• 2.3 有限元模型构建24-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 微沟槽板材成形性拉伸实验31-47
• 3.1 引言31
• 3.2 表面微沟槽辊压成形31-33
• 3.3 表面微沟槽板材单向拉伸数值模拟33-40
• 3.4 表面微沟槽板材单向拉伸实验研究40-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第四章 表面微沟槽三维曲面件拉伸成形数值模拟47-65
• 4.1 引言47
• 4.2 曲面拉伸成形分析47-50
• 4.3 不同方向沟槽曲面件拉伸成形分析50-52
• 4.4 拉伸成形不同形貌沟槽曲面件分析52-59
• 4.5 异曲率模具对拉伸成形微沟槽曲面件的影响59-61
• 4.6 延伸量对拉伸成形微沟槽曲面件的影响61-64
• 4.7 本章小结64-65
• 第五章 表面微沟槽板材拉伸成形回弹分析65-71
• 5.1 引言65
• 5.2 回弹数值模拟方法65-67
• 5.3 微沟槽几何形貌对回弹的影响67-70
• 5.4 本章小结70-71
• 第六章 结论与展望71-73
• 参考文献73-79
• 致谢79

【参考文献】

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本文编号：827679