针对凸曲面零件成型回弹问题的模具设计仿真系统开发
发布时间：2021-08-29 02:09
冲压成型工艺广泛地应用在汽车、船舶和飞机等制造中,冲压成型零件的回弹问题大大影响了零件的成型精度。冲压零件种类繁多,回弹问题也各有不同。对于简单的曲面零件,很多学者研究提出了回弹前后回弹角或曲率半径关系的公式来预测回弹,可以直接进行计算求得模具型面;对于一般三维曲面的模具型面设计,这种计算是相当复杂和困难的,使得有限元法数值模拟技术在模具型面设计中的应用越来越广泛。本文针对冲压件中的凸曲面类零件的回弹问题,做了如下研究。首先,基于ABAQUS分别分析了单向曲率曲面、双向曲率曲面和球面三类典型凸曲面零件的回弹情况,并以球面零件为例讨论了影响凸曲面类零件回弹的因素。其次,在回弹的基础上研究了修正回弹的模具设计方法,并采用节点位移反向补偿法来补偿模具型面,并在三类回弹后的凸曲面零件基础上验证了该方法的补偿效果;为探究迭代补偿的效果,对三类凸曲面零件模具进行迭代补偿,并对比了每次补偿的补偿率。再次,对于最终得到的满足精度要求的模具型面网格节点数据,基于NURBS理论对数据点采用插值法进行曲面反求,使曲面经过所有的数据点,并在UG软件中实现。最后,考虑到实际工程中操作人员对于工具软件的操作熟练度...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
板料单向弯曲
第2章板材冲压成型回弹的基本理论与数值模拟-7-始发生塑性变形，首先在板料的内外层开始，然后逐渐扩展向应力中性层，在板料的变形部分，沿厚度被应力为屈服强度的层划分为弹性和塑性，如图2-2b)；(3)当变形力矩继续增大到塑性变形扩展到整个径向截面时，板料进入纯塑性变形阶段，如图2-2c)。图2-2板料弯曲时厚度方向截面切应力模具完成对板料的加载后，凸模从合模处退回，这个过程是零件的卸载回弹过程。卸载时弹性变形区和塑性变形区的弹性变形部分由于外加弯曲力矩的消失，发生了弹性恢复，引起了回弹。对卸载过程中板料变形区的切应力进行分析，探究回弹规律。板料在加载时发生塑性变形，应力分布如上述。卸载时，为了模拟零件卸载后的应力状态，假设对加载后的零件施加一个弹性弯矩M，M与加载弯矩大小相等、方向相反，这时板料所受外力矩之和为零，可以看作是零件从模具中取出后的平衡状态[36]。弹性弯矩M在厚度方向截面内引起与加载时方向相反的弹性切向应力，它们的合应力就是卸载后成型零件内的残余应力。当板料的变形达到弹塑性阶段和纯塑性阶段时卸载，厚度方向切应力变化如图2-3，图2-4所示。图2-3纯塑性变形卸载后板料厚度方向切应力变化
第2章板材冲压成型回弹的基本理论与数值模拟-7-始发生塑性变形，首先在板料的内外层开始，然后逐渐扩展向应力中性层，在板料的变形部分，沿厚度被应力为屈服强度的层划分为弹性和塑性，如图2-2b)；(3)当变形力矩继续增大到塑性变形扩展到整个径向截面时，板料进入纯塑性变形阶段，如图2-2c)。图2-2板料弯曲时厚度方向截面切应力模具完成对板料的加载后，凸模从合模处退回，这个过程是零件的卸载回弹过程。卸载时弹性变形区和塑性变形区的弹性变形部分由于外加弯曲力矩的消失，发生了弹性恢复，引起了回弹。对卸载过程中板料变形区的切应力进行分析，探究回弹规律。板料在加载时发生塑性变形，应力分布如上述。卸载时，为了模拟零件卸载后的应力状态，假设对加载后的零件施加一个弹性弯矩M，M与加载弯矩大小相等、方向相反，这时板料所受外力矩之和为零，可以看作是零件从模具中取出后的平衡状态[36]。弹性弯矩M在厚度方向截面内引起与加载时方向相反的弹性切向应力，它们的合应力就是卸载后成型零件内的残余应力。当板料的变形达到弹塑性阶段和纯塑性阶段时卸载，厚度方向切应力变化如图2-3，图2-4所示。图2-3纯塑性变形卸载后板料厚度方向切应力变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车现代制造技术现状及发展趋势[J]. 田介春. 科技风. 2019(35)
[2]智能化技术在模具工程自动化中的应用[J]. 张良,陈洁,朱学超. 教育教学论坛. 2019(41)
[3]基于Autoform的汽车后门外板冲压回弹补偿分析[J]. 陈礼健,刘裕中,邓国朝,尤彬波. 模具工业. 2019(06)
[4]汽车顶板拉深成形回弹分析及补偿的研究[J]. 熊文韬,辜慧莲,江思描. 模具工业. 2019(06)
[5]铝合金汽车发动机罩内板成形性能研究[J]. 张文沛,李欢欢,胡文治,杨冰,胡志力,华林. 塑性工程学报. 2019(01)
[6]航空航天制造技术及设备的现状与发展趋势[J]. 侯世泽. 中国战略新兴产业. 2018(36)
[7]冲压工艺的发展现状及冲压模具设计的基本思路[J]. 唐文宇,王鹏,李岩,高雪峰. 中国高新区. 2018(14)
[8]Auto CAD二次开发及在机械工程中的应用[J]. 王宝伟. 化学工程与装备. 2017(01)
[9]高强钢板冲压位移回弹补偿技术研究与应用[J]. 谢晖,潘志红,蒋浩民,徐伟力,吴磊. 塑性工程学报. 2012(05)
[10]基于UG二次开发的点云数据曲面建模[J]. 张顺琦,秦现生,邓瑞君,宫中伟,尤向荣. 中国制造业信息化. 2010(05)
博士论文
[1]板料多点成形回弹补偿方法及其数值模拟与实验研究[D]. 张庆芳.吉林大学 2014
[2]基于CAD/CAE集成模型的塑料注射模优化设计系统[D]. 李庆.华中科技大学 2012
[3]板料冲压成形回弹理论及有限元数值模拟研究[D]. 张冬娟.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]宽厚板弯曲回弹解析模型研究[D]. 李明昕.大连理工大学 2019
[2]基于ANSYS的气缸套热传导及强度分析系统开发[D]. 汤必强.合肥工业大学 2019
[3]叶片自由曲面重构技术研究[D]. 何申伟.吉林大学 2018
[4]汽车覆盖件冲压成形回弹补偿方法研究[D]. 刘龙.湖南大学 2018
[5]基于CAD与CAE技术的汽车造型设计研究及软件开发[D]. 巩伦庆.西安理工大学 2017
[6]基于Q235材料的大变形程度真实应力应变曲线及硬化特性研究[D]. 胡丽华.燕山大学 2017
[7]基于Abaqus的铣削仿真前处理关键技术研究及二次开发[D]. 龚智鹏.南京航空航天大学 2017
[8]基于SolidWorks的斜楔机构参数化设计研究[D]. 阮勤超.上海交通大学 2016
[9]汽车覆盖件回弹计算及补偿方法的研究[D]. 展召彬.湖南大学 2016
[10]基于分割点云的NURBS曲面三维重构方法研究[D]. 张甜田.北京建筑大学 2013
本文编号：3369686
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
板料单向弯曲
第2章板材冲压成型回弹的基本理论与数值模拟-7-始发生塑性变形，首先在板料的内外层开始，然后逐渐扩展向应力中性层，在板料的变形部分，沿厚度被应力为屈服强度的层划分为弹性和塑性，如图2-2b)；(3)当变形力矩继续增大到塑性变形扩展到整个径向截面时，板料进入纯塑性变形阶段，如图2-2c)。图2-2板料弯曲时厚度方向截面切应力模具完成对板料的加载后，凸模从合模处退回，这个过程是零件的卸载回弹过程。卸载时弹性变形区和塑性变形区的弹性变形部分由于外加弯曲力矩的消失，发生了弹性恢复，引起了回弹。对卸载过程中板料变形区的切应力进行分析，探究回弹规律。板料在加载时发生塑性变形，应力分布如上述。卸载时，为了模拟零件卸载后的应力状态，假设对加载后的零件施加一个弹性弯矩M，M与加载弯矩大小相等、方向相反，这时板料所受外力矩之和为零，可以看作是零件从模具中取出后的平衡状态[36]。弹性弯矩M在厚度方向截面内引起与加载时方向相反的弹性切向应力，它们的合应力就是卸载后成型零件内的残余应力。当板料的变形达到弹塑性阶段和纯塑性阶段时卸载，厚度方向切应力变化如图2-3，图2-4所示。图2-3纯塑性变形卸载后板料厚度方向切应力变化
第2章板材冲压成型回弹的基本理论与数值模拟-7-始发生塑性变形，首先在板料的内外层开始，然后逐渐扩展向应力中性层，在板料的变形部分，沿厚度被应力为屈服强度的层划分为弹性和塑性，如图2-2b)；(3)当变形力矩继续增大到塑性变形扩展到整个径向截面时，板料进入纯塑性变形阶段，如图2-2c)。图2-2板料弯曲时厚度方向截面切应力模具完成对板料的加载后，凸模从合模处退回，这个过程是零件的卸载回弹过程。卸载时弹性变形区和塑性变形区的弹性变形部分由于外加弯曲力矩的消失，发生了弹性恢复，引起了回弹。对卸载过程中板料变形区的切应力进行分析，探究回弹规律。板料在加载时发生塑性变形，应力分布如上述。卸载时，为了模拟零件卸载后的应力状态，假设对加载后的零件施加一个弹性弯矩M，M与加载弯矩大小相等、方向相反，这时板料所受外力矩之和为零，可以看作是零件从模具中取出后的平衡状态[36]。弹性弯矩M在厚度方向截面内引起与加载时方向相反的弹性切向应力，它们的合应力就是卸载后成型零件内的残余应力。当板料的变形达到弹塑性阶段和纯塑性阶段时卸载，厚度方向切应力变化如图2-3，图2-4所示。图2-3纯塑性变形卸载后板料厚度方向切应力变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车现代制造技术现状及发展趋势[J]. 田介春. 科技风. 2019(35)
[2]智能化技术在模具工程自动化中的应用[J]. 张良,陈洁,朱学超. 教育教学论坛. 2019(41)
[3]基于Autoform的汽车后门外板冲压回弹补偿分析[J]. 陈礼健,刘裕中,邓国朝,尤彬波. 模具工业. 2019(06)
[4]汽车顶板拉深成形回弹分析及补偿的研究[J]. 熊文韬,辜慧莲,江思描. 模具工业. 2019(06)
[5]铝合金汽车发动机罩内板成形性能研究[J]. 张文沛,李欢欢,胡文治,杨冰,胡志力,华林. 塑性工程学报. 2019(01)
[6]航空航天制造技术及设备的现状与发展趋势[J]. 侯世泽. 中国战略新兴产业. 2018(36)
[7]冲压工艺的发展现状及冲压模具设计的基本思路[J]. 唐文宇,王鹏,李岩,高雪峰. 中国高新区. 2018(14)
[8]Auto CAD二次开发及在机械工程中的应用[J]. 王宝伟. 化学工程与装备. 2017(01)
[9]高强钢板冲压位移回弹补偿技术研究与应用[J]. 谢晖,潘志红,蒋浩民,徐伟力,吴磊. 塑性工程学报. 2012(05)
[10]基于UG二次开发的点云数据曲面建模[J]. 张顺琦,秦现生,邓瑞君,宫中伟,尤向荣. 中国制造业信息化. 2010(05)
博士论文
[1]板料多点成形回弹补偿方法及其数值模拟与实验研究[D]. 张庆芳.吉林大学 2014
[2]基于CAD/CAE集成模型的塑料注射模优化设计系统[D]. 李庆.华中科技大学 2012
[3]板料冲压成形回弹理论及有限元数值模拟研究[D]. 张冬娟.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]宽厚板弯曲回弹解析模型研究[D]. 李明昕.大连理工大学 2019
[2]基于ANSYS的气缸套热传导及强度分析系统开发[D]. 汤必强.合肥工业大学 2019
[3]叶片自由曲面重构技术研究[D]. 何申伟.吉林大学 2018
[4]汽车覆盖件冲压成形回弹补偿方法研究[D]. 刘龙.湖南大学 2018
[5]基于CAD与CAE技术的汽车造型设计研究及软件开发[D]. 巩伦庆.西安理工大学 2017
[6]基于Q235材料的大变形程度真实应力应变曲线及硬化特性研究[D]. 胡丽华.燕山大学 2017
[7]基于Abaqus的铣削仿真前处理关键技术研究及二次开发[D]. 龚智鹏.南京航空航天大学 2017
[8]基于SolidWorks的斜楔机构参数化设计研究[D]. 阮勤超.上海交通大学 2016
[9]汽车覆盖件回弹计算及补偿方法的研究[D]. 展召彬.湖南大学 2016
[10]基于分割点云的NURBS曲面三维重构方法研究[D]. 张甜田.北京建筑大学 2013
本文编号：3369686
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