数控板料弯曲成形设备研究及有限元分析

发布时间：2017-09-25 15:27

  本文关键词：数控板料弯曲成形设备研究及有限元分析

  更多相关文章： 转向架盖板 弯曲成形设备 传动机构 运动仿真 有限元分析

【摘要】：随着铁路运输业的快速发展，铁路客车的重要作用日益凸显，其零部件制造技术也越来越受到重视。目前，国内的客车盖板类零件主要采用弯曲模具和折弯机进行成形。该方法不仅制造成本较高，浪费材料，而且由于需要更换模具，生产效率降低。因此，本课题研究开发出一种新型的数控板料弯曲成形设备，把不同弯曲角度及曲率半径的板料的成形集成于一体，简化板料弯曲成形过程。该可调弯曲角度及曲率半径的成形设备弯曲板料时的成形工艺与传统的板料折弯工艺相比具有很多优点，因此，该弯曲成形设备将会有非常好的应用前景和发展潜力。这一设备的研发可以在很大程度上改变铁路客车零部件的成形工艺；同时将带来一定的经济效益和社会效益。 本文把计算机设计、运动仿真技术和有限元分析方法应用到板料弯曲成形设备的设计研究中。对板料弯曲成形设备的结构进行设计和运动仿真，运用DEFORM软件对转向架盖板的成形过程进行有限元分析。这两种技术可以有效实现成形设备的虚拟运动，并可直观观察设备的运动情况及设备零部件在工作时的机械变形情况等，从而优化成形设备的结构设计，提高其工作性能，为设计工作提供依据和指导。 论文的主要工作和研究内容如下： 1．确定板料弯曲成形设备的整体设计方案，并对其组成零部件进行结构设计； 2．确定成形设备的传动系统，并对液压传动系统的主要元件—液压缸、液压泵、驱动电机和丝杠导轨系统的主要组成部件—滚珠丝杠、直线导轨、伺服电机进行详细的选型计算，并选定合适的型号； 3．应用CATIA软件对板料弯曲成形设备进行虚拟装配、干涉检查及其动作过程的运动学仿真分析； 4．有限元模拟，研究转向架盖板弯曲成形过程中盖板各点的金属流动速度场和应力应变变化情况，确定其应力集中区；观察分析成形模具的“载荷-行程曲线”，得到板料成形过程中所需的变形力，对液压缸、液压泵的设计及型号选择的合理性进行验证；并依据得到的所有分析结果确定最终的成形设备设计方案。 本文对板料弯曲的成形工艺进行了详细地研究，开发了一种新型的数控板料弯曲成形设备，，并且通过对成形设备的运动仿真和板料成形过程的有限元分析，得到很多有价值的工艺数据，为实际生产提供了一定的理论支持。
【关键词】：转向架盖板 弯曲成形设备 传动机构 运动仿真 有限元分析
【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】：TG305
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 选题背景11-13
• 1.2 数控板料折弯机简介及其发展现状概述13-18
• 1.2.1 数控板料折弯机简介13-16
• 1.2.2 数控板料折弯机国外研究概况16-17
• 1.2.3 数控板料折弯机国内研究概况17-18
• 1.3 选题的目的及意义18-19
• 1.4 论文的主要研究内容19-21
• 第2章 板料弯曲成形设备方案分析及结构设计21-35
• 2.1 板料弯曲成形设备总体设计方案21-24
• 2.2 成形机构设计24-28
• 2.2.1 成形上模24-25
• 2.2.2 成形下模25-27
• 2.2.3 活动横梁27-28
• 2.3 后挡料板装置28-29
• 2.4 机架29-34
• 2.4.1 机架结构设计与热处理29-31
• 2.4.2 机架的强度计算与校核31-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第3章 板料弯曲成形设备传动系统研究35-59
• 3.1 弯曲成形设备性能参数设计35
• 3.2 液压传动系统35-46
• 3.2.1 工作液压缸主要尺寸的确定35-40
• 3.2.2 工作液压缸的结构设计40-43
• 3.2.3 液压泵的选型计算43-46
• 3.2.4 电动机的选择46
• 3.3 丝杠导轨传动系统46-58
• 3.3.1 滚珠丝杠的选型计算47-53
• 3.3.2 伺服电机的选型计算53-56
• 3.3.3 导轨56-58
• 3.4 本章小结58-59
• 第4章 板料弯曲成形设备的虚拟装配及运动学仿真59-69
• 4.1 板料弯曲成形设备的虚拟装配59-61
• 4.2 板料弯曲成形设备的干涉检查61-63
• 4.3 板料弯曲成形设备的运动学仿真63-67
• 4.4 本章小结67-69
• 第5章 铁路客车盖板成形过程有限元分析69-83
• 5.1 有限元69-71
• 5.1.1 有限元数值模拟技术69-70
• 5.1.2 DEFORM 软件简介70-71
• 5.2 模拟前处理及参数设置71-73
• 5.3 盖板成形过程模拟和后处理73-74
• 5.4 模拟结果分析74-81
• 5.5 本章小结81-83
• 第6章 结论与展望83-85
• 6.1 结论83
• 6.2 展望83-85
• 参考文献85-90
• 致谢90-91
• 导师及作者简介91

【参考文献】

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本文编号：918121