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。     

柔性和刚性压边方式防止薄板多点成形拉裂的对比分析

采用有限元数值模拟方法研究了薄板鞍型件在有压边多点成形过程中的拉裂现象。提出了能够避免拉裂的柔性压边成形方式,分析了刚性压边与柔性压边成形时的成形极限和成形效果,证明柔性压边成形能够很好地解决板料起皱与拉裂之间的矛盾,并利用压边面中板料的流动分析了柔性压边成形时压边力大小与拉裂之间的关系。当采用刚性压边多点成形时,加大压边力板料可能拉裂,减小压边力板料可能起皱;而采用柔性压边多点成形方式可以有效避免起皱和拉裂,大大提高变形量,得到更好的成形结果。     

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。     

基于网格的覆盖件曲面自动补孔算法

为了实现覆盖件曲面的自动补孔功能,提出了基于网格的覆盖件曲面自动补孔算法。利用覆盖件网格的边界边信息,确定零件的边界环(内边界环和外边界环)。通过比较覆盖件边界环最小绑定矩形的大小区别覆盖件的外边界和内孔。采用离散边界环的方法将内孔边界分成近似相等的4条曲线段。根据曲线段的边界信息、跨界切向量生成双三次Coons补孔曲面。实例证明算法能够准确识别内孔并自动生成补孔曲面。     

多辊下压式柔性拉形工艺及其数值模拟

研究了一种新型的柔性拉形工艺--多辊下压式柔性拉形(MRPFSF).采用动态显式有限元软件,对2024-O铝合金板材使用传统拉形工艺和MRPFSF工艺时成形球面件的过程进行了仿真,对比分析拉形过程中板材的应力、应变和板材厚度变化.仿真结果表明,与传统拉形工艺相比,使用MRPFSF工艺时得到的拉形件应力应变分布均匀,成形...