鞍面力—位移分控多点成形的起皱和回弹研究

发布时间：2017-08-05 00:12

  本文关键词：鞍面力—位移分控多点成形的起皱和回弹研究

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【摘要】：多点成形技术是一种新兴的柔性板材成形技术,有着广泛的应用前景。力-位移分控的多点成形,可以实现对板材成形所需的基本体作用力和位移的分离并分别控制,并保证了基本体对板材的全面全程法向可控约束。本文采用数值模拟和实验相结合的方法,研究了鞍面力-位移分控多点成形的起皱和回弹。 以ABAQUS作为模拟分析平台,本文建立了力-位移分控多点成形模型来模拟鞍面的成形及回弹过程。通过数值模拟成形结果,研究了鞍面的起皱缺陷。首先对鞍面的起皱进行描述及原因分析,随后研究了鞍面参数、曲率半径和板厚对鞍面起皱的影响规律。同时,根据模型中的起皱现象,提出了抑制起皱的方法。结果表明：在力-位移分控多点成形中,鞍面的双曲率方向不能同时变形,优先变形的曲率方向容易发生起皱缺陷；鞍面两个曲率方向的皱纹深度随着鞍面参数、该方向曲率半径和板厚的增大而减小；增大板材成形力可以显著减小起皱但难以彻底消除,而错点后板材基本不起皱,错点的同时结合增大法向约束力可以有效改善板材成形质量。 通过鞍面数值模拟回弹的结果,本文研究了在成形力为1000N时鞍面参数、曲率半径和板厚对回弹的影响,并分析了鞍面在不同成形力的回弹变化规律。研究结果表明：成形力较小时,鞍面的两个曲率方向中,大曲率方向主要发生正回弹,为回弹主方向,并影响小曲率方向而使之发生负回弹,且两个方向的曲率半径相差越大,这种主次关系越明显；鞍面参数不变时,不同的曲率半径或板厚不改变回弹主次关系；随着成形力的增大,回弹主次方向逐渐发生改变,即此时小曲率方向成为回弹主方向,并主要发生正回弹,大曲率方向成为回弹次方向,且成形力越大,这种趋势越明显。 最后进行相关的力-位移分控多点成形实验,针对实验中板材成形质量进行了分析,并研究了鞍面的回弹。结果表明：实验中,鞍面先成形方向的回弹与模拟较一致；后成形方向容易出现成形不充分的现象,从而表现为正回弹,且变形程度越大,成形越不充分,即正回弹越大。以上结论对实际的生产实践具有一定的指导意义。
【关键词】：多点成形 起皱 回弹 力-位移分控 鞍面
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH16
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 引言9
• 1.2 多点成形工艺研究9-12
• 1.2.1 多点成形模式9-11
• 1.2.2 多点成形缺陷11-12
• 1.3 多点成形起皱研究现状12-16
• 1.4 多点成形回弹研究现状16-19
• 1.5 课题研究意义19
• 1.6 主要研究内容19-21
• 第2章 多点成形数值模拟理论基础及模型建立21-32
• 2.1 多点成形弯曲理论分析21-24
• 2.2 能量原理24-25
• 2.2.1 最小势能原理24-25
• 2.2.2 虚功原理25
• 2.3 动力学有限元方程25-26
• 2.3.1 加载过程的显式算法26
• 2.3.2 卸载过程的隐式算法26
• 2.4 ABAQUS概述26-29
• 2.4.1 ABAQUS简介26-27
• 2.4.2 ABAQUS模块及分析步骤27-29
• 2.5 鞍面的数学模型29
• 2.6 力位移分控多点成形模型建立29-31
• 2.7 本章小结31-32
• 第3章 起皱数值模拟分析32-43
• 3.1 起皱现象及原因分析32-34
• 3.2 曲率半径R和板厚T对起皱的影响34-36
• 3.2.1 曲率半径R对起皱的影响34-35
• 3.2.2 板厚t对起皱的影响35-36
• 3.3 皱纹深度分析36-39
• 3.4 起皱抑制方法39-42
• 3.4.1 增大成形力40
• 3.4.2 错点模型40-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 回弹数值模拟分析43-60
• 4.1 双曲率面回弹特征43-44
• 4.2 回弹表征44-45
• 4.3 回弹结果分析45-57
• 4.3.1 鞍面参数a对回弹的影响46-50
• 4.3.2 曲率半径R对回弹的影响50-53
• 4.3.3 板厚t对回弹的影响53-57
• 4.4 成形力对回弹的影响57-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第5章 力-位移分控多点成形实验60-70
• 5.1 概述60
• 5.2 实验设备及实验材料60-61
• 5.2.1 压力机60
• 5.2.2 实验模具60-61
• 5.2.3 实验材料61
• 5.3 实验流程61-62
• 5.4 实验结果分析62-68
• 5.4.1 实验现象描述及原因分析62-65
• 5.4.2 板材厚向变化分析65-66
• 5.4.3 板材起皱分析66-67
• 5.4.4 板材回弹分析67-68
• 5.5 本章小结68-70
• 结论70-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果76-78
• 致谢78

【参考文献】

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本文编号：622359