三维曲面零件连续成形的形状控制

基于扫掠曲面技术给出了连续成形三维曲面的数学表达式。通过分析连续成形过程中板料的纵向与横向变形,给出了描述成形件纵向曲面形状的圆弧插值方法及纵向成形控制方法。根据连续成形柔性辊调形多点控制的特点,给出了描述柔性辊形状的B样条插值方法,并给出了成形面横向截面线几何形状的控制方法。通过典型曲面件的连续成形验证了上述方法的有效性与可靠性。     

基于弯曲辊的三维曲面柔性轧制成形

阐明了柔性轧制方法成形三维曲面的基本原理和两种典型曲面成形的控制方法,分析了板料变形区的应力、应变状态和3个主方向的变形及其相互关系。通过有限元方法模拟了两种曲面的成形过程,结果表明:成形鞍曲面和凸曲面时分别出现正、负宽展;无论是成形凸曲面还是鞍曲面,纵向纤维的相对伸长量越大,纵向变形越大。进行了成形试验,测量和分析结果表明:成形件与目标值相比,最大成形误差不超过3.2mm,成形曲面质量好,回弹小。     

金属平面滚压塑性精加工的实验分析

对金属表面的滚压塑性精加工进行了实验研究。测试分析了初始表面粗糙度和纵向压下量、横向进给量、滚压速度、滚压道次等对表面粗糙度、硬度、金相组织形貌的影响。研究结果表明,滚压塑性精加工可以提高金属(特别是有色合金软金属)的表面硬度、致密性,降低表面粗糙度,与常规的磨削精加工相比具有更多的优点,如节省了砂轮和冷却液的消耗,消除了对环境的污染,提高了被加工材料表面的物理、机械性能等。     

一种用于塑性成形带有内凹曲面工件的组合凸模结构

提出一种可用于塑性成形带有内凹曲面工件的组合凸模结构。组合凸模由模瓣和芯棒组成,工件塑性成形后,模瓣沿着芯棒燕尾槽滑动并产生径向收缩,收缩后的凸模可从工件内腔中顺利脱出。本文详细地推导了在模瓣运动过程中模瓣与芯棒以及模瓣间的几何参量关系,并将这种组合凸模结构成功地用于等速万向节球形壳的塑性成形中。     

一种用于塑性成形带有内凹曲面工件的组合凸模结构

提出一种可用于塑性成形带有内凹曲面工件的组合凸模结构。组合凸模由模瓣和芯棒组成，工件塑性成形后，模瓣沿着芯棒燕尾槽滑动并产生径向收缩，收缩后的凸模可从工件内腔中顺利脱出。本文详细地推导了在模瓣运动过程中模瓣与芯棒以及模瓣间的几何参数关系，并将这种组合凸模结构成功地用于等速万向节球形壳的塑性成形中。     

拼焊板多点成形过程的数值模拟

为探讨拼焊板多点成形工艺的可行性,采用显式有限元软件,针对球形件和斜壁盒形件进行了数值模拟。分析了拼焊板多点成形过程中出现的压痕和起皱现象及其抑制方法,探讨了焊缝偏移的影响因素。结果表明：采用弹性垫和阶梯式压边圈可以有效地解决拼焊板多点成形过程中出现的压痕和起皱问题,使成形件表面光滑。成形过程中,焊缝初始位置距离板料中心越远、板料厚度相差越大、板料变形量越大,焊缝偏移量就越大。     

关于1561铝合金曲面件的多点成形工艺

为了掌握新型舰船用材料1561铝合金板类件的成形规律,通过拉伸试验获得了1561铝合金的机械性能特性曲线。通过有限元软件模拟了1561铝合金的多点成形和卸载过程,结果表明:1561铝合金板料在成形过程中易起皱,具有较大的回弹量。采用回弹补偿法和多道次成形工序对某船用曲面件进行多点成形试验,并通过三维扫描和Geomagic软件对成形精度进行了分析,结果表明:采用回弹补偿法和多道次成形方法可以很好地解决曲线的回弹和起皱问题。     

板料多点与渐进复合成形方法及数值模拟

提出了多点成形与渐进成形技术相结合的板料复合成形新方法,说明了两种复合成形方式的成形原理和成形过程。建立了复合成形分析的有限元模型,对球面件的复合成形过程进行数值模拟,分析了复合成形过程产生的压痕问题及其抑制方法。结果表明,采用弹性垫技术可以有效抑制复合成形过程产生的压痕缺陷,使成形件表面光滑;球面件上等效应力和厚度的变化过程及分布规律表明,随着增量步的加大,板料接触点处的等效应力随之增加,板料的厚度逐渐减薄。复合成形实验显示,数值模拟结果与实验结果基本吻合。     

板材多点成形时柔性压边与刚性压边方式的比较

为了研究不同的压边方式对多点成形结果的影响,采用动力学显式有限元软件对大变形量三维曲面多点成形过程中刚性压边与柔性压边方式进行了数值模拟,对比了二者的成形结果,并且对不同压边力时的柔性压边成形进行了探讨,研究了柔性压边方式的成形规律。结果表明,对于大变形量的三维曲面多点成形,柔性压边方式可以成功避免拉裂和起皱成形缺陷的发生,成形质量良好。这个结果可以作为开发大变形量的多点成形压力机的理论依据。     

具有防皱功能的多点成形工艺数值模拟

介绍了一种无需压边圈的防皱多点成形方法,与目前常用的多点模具成形方法不同,在防皱多点成形方法中防皱单元与调形单元交错排列,离散的防皱单元在成形区内对板料进行挟持,且能够随板料的变形上下浮动。运用有限元方法对球形曲面在防皱多点成形方式中的成形过程进行了数值模拟,分析了板厚、防皱单元的压力对最大成形曲率的影响,并与多点模具成形进行了对比。研究发现,防皱多点成形方法能够很好地抑制板料在成形过程中的起皱现象。球形曲面采用防皱多点成形方式时能够获得明显大的变形量。板料越薄,防皱多点成形方法所能获得的效果越显著。增大防皱单元的压力能够提高防皱多点成形的防皱能力。     

球形面多道次多点成形的数值模拟

通过对球形面多道次成形的有限元数值模拟,分析了多道次成形数值模拟的关键技术,研究了多道次成形的特点及规律,阐述了成形过程中易产生的缺陷和需解决的关键问题。结果表明:多道次成形可以优化板材的变形路径,使变形均匀,有效地抑制起皱,提高板材成形能力。     

柔性离散夹钳拉形工艺的数值模拟

介绍了柔性离散夹钳拉形机的特点,建立了柔性离散夹钳拉伸成形有限元模型。对球形面和鞍形面进行了数值分析,研究了拉形速度、摩擦因数和夹钳形状对成形结果的影响。数值模拟结果表明:在兼顾成形效率和精度的情况下,可选1m/s为拉形速度。润滑条件越好,成形件应力应变和厚度分布越均匀。与方形夹钳相比,圆形夹钳能有效改善过渡区和夹持区的流动状况,使应变更均匀,减薄量较小。通过实验验证了模拟的正确性,模拟结果对离散夹钳拉形机的优化设计以及实际板材拉形工艺具有指导价值。     

连续柔性成形三维曲面件的形状控制模型

对于给定的有序型值点,采用非均匀有理B样条插值技术构建目标曲面及其截面线方程,并基于回弹效应和双向曲率的相互影响建立横向(垂直于柔性辊的滚动方向)、纵向(沿柔性辊的滚动方向)的形状控制模型,给出了连续柔性成形过程中柔性辊轴线上控制单元的相对位置及上柔性辊的压下量,实现了反求工程与连续柔性成形技术的结合。通过数值模拟计算出横向形状控制模型中的待定系数,并结合纵向形状控制模型进行了实验验证,最终成形件的曲率与目标曲率相一致。     

基于数值模拟的筒形件正反拉深复合成形

通过对筒形件正反拉深一次复合成形的有限元数值模拟,分析了主要工艺参数对筒形件正反拉深一次复合成形的影响。依据数值模拟设计了某一型号的机油滤清器壳体正反拉深复合成形模具并进行了工艺调试,既验证了数值模拟的可靠性又将正反拉深一次复合成形工艺用于了机油滤清器壳体的实际生产,获得了较为理想的效果。     

拼焊板多点成形过程的数值模拟

为探讨拼焊板多点成形工艺的可行性,采用显式有限元软件,针对球形件和斜壁盒形件进行了数值模拟。分析了拼焊板多点成形过程中出现的压痕和起皱现象及其抑制方法,探讨了焊缝偏移的影响因素。结果表明:采用弹性垫和阶梯式压边圈可以有效地解决拼焊板多点成形过程中出现的压痕和起皱问题,使成形件表面光滑。成形过程中,焊缝初始位置距离板料中心越远、板料厚度相差越大、板料变形量越大,焊缝偏移量就越大。     

柔性压辊拉伸成形球形件的解析法

通过理论分析对球形件在柔性压辊拉伸成形装置上的成形位移加载方式进行了研究。利用几何解析方法,建立了球形件成形时各子压辊的位移量和板材延伸率的关系。对2024-O板料利用位移加载进行数值模拟,并与力加载的分析结果进行对比,结果表明位移加载的等效应力和等效塑性应变分布比较均匀。实验结果表明这种位移加载方式可行。与力加载相比,本文几何解析法可以快速计算出各个压辊加载所需的位移量,大大节省了调试时间,对蒙皮拉形有一定的指导意义。     

Model-element Analytic Method for Plastic Forming of Material

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＲｅｃｅｎｔｌｙ ,ｉｔｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｄｅｖｅｌｏｐａｎａｌｙｔｉｃｍｅｔｈｏｄｓｔｏｃｏｍｂｉｎｅｓｐｅｃｉａｌｉｚｅｄｂａｓｉｃｔｈｅｏｒｉｅｓｗｉｔｈｅｎｇｉ ｎｅｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ .Ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｈａｓｎｏｔｏｎｌｙｐｒｏｍｐｔｅｄｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｅｃｈ ｎｏｌｏｇｙｉｎｍｅｃｈａｎｉｃｓ ,ｂｕｔａｌｓｏｓｏｌｖｅｄａｌｏｔｏｆｉｓｓｕｅｓｉｎｏｔｈ …