多道次普旋成形极限及道次加工量分配多目标优化研究

发布时间：2017-09-16 18:38

  本文关键词：多道次普旋成形极限及道次加工量分配多目标优化研究

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【摘要】：旋压技术,作为金属精密加工工艺领域的一种典型的塑性成形技术,因其具备坯料性能提升、精确成形、无损耗加工等性能,在现代制造业广而用之。但由于旋压成形技术属于连续局部塑性变形,不易控制成型件的形状精度和尺寸,尤其对于加工薄壁、壁厚差要求高的回转体零件,无法一次旋压成形,需要进行多道次旋压来提高加工零件的成形质量和成形极限。本文基于包含回弹补偿的多道次普旋仿真模型,通过对多道次普旋加工极限以及道次加工量对成形质量影响的探究,利用灰色关联分析对多道次普旋加工量分配进行多目标优化分析。基于ANSYS/LS-DYNA有限元平台构建多道次普旋成形及回弹综合仿真模型,根据回弹模型获取旋压成形后坯料整体回弹数据,并以此为依据对多道次普旋有限元模型进行回弹补偿处理。基于成形失效分析实现多道次普旋成形极限探究。通过有限元仿真试验,获取变形体旋压后应力应变等参数,探究多道次普旋成形缺陷,并对裂纹失效、凸缘失稳、过度减薄等缺陷进行分析；利用仿真分析与具体实验相结合的方式,深入探究多道次普旋成形极限,由此获得各道次加工量极限,为后续研究提供基础。基于成形质量分析确定多道次普旋加工量可选区间。通过对多道次普旋加工过程的等效应力应变、壁厚精度、形状精度等的分析,获取旋压工艺稳定成形质量指标；通过试验设计方法设计相关试验,分别进行仿真分析与具体试验分析,根据对多道次普通旋压道次加工量的分析,构建道次加工量一成形质量影响模型,获取给定工况下多道次普旋加工量与加工增量选取区间,初步实现对于多道次普旋工艺过程道次加工量定量化分析,为后续多道次加工量分配多目标优化奠定基础。提出基于灰色关联分析的多道次普旋加工量分配多目标优化方案。利用获取的多道次普旋工艺关键道次加工量以及道次加工增量可选区间,设计参数交互多目标优化试验,进而实现多道次普旋加工量分配多目标优化,通过对杯形件的旋压试验对上述加工量分配优化结果有效性进行了验证。
【关键词】：多道次普旋 成形质量 回弹补偿 成形极限 加工量分配
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 研究背景与意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-19
• 1.2.1 旋压技术国内外研究近况13-18
• 1.2.2 普通旋压关键技术问题18-19
• 1.3 文章主要研究内容及框架结构19-21
• 第2章 多道次普旋仿真模型构建及回弹补偿修正21-34
• 2.1 引言21
• 2.2 金属成形工艺弹塑性变形理论基础21-24
• 2.2.1 大变形条件下应变的度量22
• 2.2.2 大变形条件下应力的度量22-24
• 2.3 多道次普旋成形有限元仿真模型构建24-28
• 2.3.1 多道次普旋仿真模型关键工艺参数提取24-25
• 2.3.2 多道次普旋成形过程显式有限元仿真模型构建25-28
• 2.4 基于回弹过程隐式仿真模型的回弹补偿设计28-30
• 2.4.1 多道次普旋回弹过程隐式有限元仿真构建28-29
• 2.4.2 多道次普旋仿真模型回弹补偿修正29-30
• 2.5 多道次普旋仿真模型有效性验证30-32
• 2.6 本章小结32-34
• 第3章 基于成形失效分析的多道次普旋成形极限研究34-53
• 3.1 引言34
• 3.2 多道次普旋研究试验条件34-37
• 3.3 多道次普旋成形典型失效仿真研究37-45
• 3.3.1 多道次普旋加工裂纹失效37-40
• 3.3.2 多道次普旋毛坯凸缘失稳40-43
• 3.3.3 多道次普旋坯料过度减薄43-45
• 3.4 多道次普旋关键道次成形极限仿真及实验研究45-51
• 3.4.1 基于过度减薄的关键道次成形极限46-49
• 3.4.2 基于凸缘失稳的关键道次成形极限49-51
• 3.5 本章小结51-53
• 第4章 基于成形质量分析的多道次普旋加工量区间研究53-66
• 4.1 引言53
• 4.2 多道次普旋稳定成形质量指标53-58
• 4.2.1 多道次普旋等效应力、应变状态及分布53-56
• 4.2.2 多道次普旋坯料变形体壁厚变化趋势56-57
• 4.2.3 多道次普旋成形件贴模度(形状精度)57-58
• 4.3 多道次普旋道次加工量-成形质量研究58-64
• 4.3.1 道次加工量-成形质量实验及仿真综合方案设计58-59
• 4.3.2 道次加工量-成形质量影响实验及仿真综合研究59-64
• 4.4 多道次普旋适宜加工量区间确定64
• 4.5 本章小结64-66
• 第5章 基于灰色关联方法的多道次普旋加工量分配多目标优化66-77
• 5.1 引言66
• 5.2 基于灰色系统理论的道次加工量分配优化流程设计66-70
• 5.2.1 灰色系统关联度分析在普旋工艺研究中的应用66-68
• 5.2.2 多道次普旋加工量分配灰色关联优化分析流程68-70
• 5.3 多道次普旋道次加工量分配灰色关联优化70-73
• 5.3.1 道次加工量分配多目标优化试验因素确定70-71
• 5.3.2 道次加工量分配多目标优化试验设计71-72
• 5.3.3 道次加工量分配多目标优化方差分析72-73
• 5.4 多道次普旋加工量分配多目标优化结果实验验证73-75
• 5.5 本章小结75-77
• 第6章 结论与展望77-80
• 6.1 结论77-78
• 6.2 展望78-80
• 参考文献80-84

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 吕昕宇;刘黎明;雷濵;杨俊;;普旋轨迹对钛合金旋压成形的影响分析[A];第十一届全国旋压技术交流大会论文集[C];2008年

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本文编号：864771