多点闭环成形中基本体群曲面描述方法的研究

探讨了在多点闭环成形中，基本体群曲面的数值矩阵描述和离散傅里叶变换描述方法；通过实例验证了离散傅里叶变换描述方法的有效性和对随机测量误差的鲁棒性；从闭环成形的实验结果可以看出，应用离散傅里叶变换描述能够体现板材多点成形时各基本体之间的相互耦合关系，提高了多点成形工件的精度。     

板材三维曲面多点成形技术

多点成形是一种板材柔性成形新技术。它在新产品的试制开发、多品种、小批量板类件生产、大型板材成形等多方面都显示出良好的潜力。本文探讨了多点成形的基本原理、技术特点和系列实用技术,并对多点成形的应用前景作了阐述。     

自由曲面工件多点连续成形方法

为了实现自由曲面工件的高效率、低成本制造,分析与比较常用的柔性成形方法;从成形过程的连续性考虑,将柔性成形分为分段成形与连续成形;从变形区大小考虑,又划分为点成形、面成形与线成形等不同类型。比较不同成形方式的优点与缺点,指出自由曲面工件的高质量、高效率成形是亟待解决的技术难题。提出基于连续线成形方法的自由曲面工件高效、柔性成形思路;并提出采用多点调整式柔性辊的多点连续成形技术方案;探讨多点连续成形技术的基本原理、关键技术及主要特点。运用具有多个控制点的挠性轴设计出可弯曲、可调整的柔性辊,开发出多点卷板成形试验装置。多种三维曲面板类件的连续成形试验结果表明,多点连续成形技术能够解决自由曲面工件的高效加工难题。     

分段多点成形过程有限元数值模拟关键技术研究

分段多点成形是一种新的大型板材成形方法，对该成形过程进行数值模拟是预测成形缺陷、分析成形质量的有效手段。提出利用动力显式算法分析板料成形过程，利用静力隐式算法分析回弹过程，从而为分段多点成形过程的多工步数值模拟提供了一个可行的解决方案。对其中的一些关键技术的实现进行了研究，提出了相应的解决方法并通过实例证实了其有效性。     

连续多点成形中的成形载荷分析

研制了连续多点成形装置来完成三维曲面工件的高效、柔性加工,并对其成形载荷的变化趋势以及不同工艺参数对成形载荷的影响进行了研究.首先,介绍了连续多点成形原理;基于一定的假设条件,建立了成形载荷的理论公式;以双曲率元件为研究对象,建立有限元模型,分析了y方向载荷、z方向载荷以及合成载荷的变化情况.接着,分析了上辊压下量、板材厚度以及柔性辊曲率半径对成形载荷的影响.最后,设计出成形装置并进行实验.结果表明,y方向载荷最大值为6.693 kN,成形载荷的最大值为6.716 kN,成形载荷主要由y方向载荷决定;z方向载荷最大值为1.412 kN,为驱动工件运动的力;随上辊压下量的增加、板材厚度的增加以及柔性辊曲率半径的减小,y方向载荷均增加.成形载荷的变化情况与实际情况吻合,为成形装置的研制提供了指导作用.实验结果证明,连续多点成形是一种连续、高效、柔性的三维曲面成形方法.     

曲面造型中多张曲面交点处的过渡技术研究

同种多张曲面相交于一点时角点处的过渡技术。该方法采用先截后补的方法对角点处的过渡进行处理，避免了传统方法需要考虑角点处异常复杂的几何拓扑关系，从而简化了问题的处理。该方法具有良好的通用性和拓展性，可以应用于任何类型帮任意张曲面在角点处的过渡，为组合曲面的过渡技术提供了新思路。     

基于多点调形原理的旋转曲面连续成形

提出采用连续多点成形方法来实现旋转曲面件的高效、柔性成形。阐述了连续多点成形原理,并与传统的旋转曲面加工方法相对比,分析其所具备的特点。以盘形件为研究对象,建立有限元模型,分析成形过程中的等效应力和塑性应变场分布,通过模拟结果和主应变状态来分析皱曲现象。最后,研制相应的成形装置并进行了实验。结果表明:定心装置和柔性辊作用区的等效应力超过了材料的屈服极限,最大值达到213 MPa;成形件中心区域塑性应变值最大,达到0.07;柔性辊作用区塑性应变值次之,为0.03;皱曲区域的壳单元产生的是切向压缩变形,实验结果和模拟结果基本相同,都介于605~615 mm。应力应变场和皱曲的模拟结果与实际情况吻合,表明成形装置能加工出效果良好的旋转曲面件。     

多点成形过程中基本体群调形技术

介绍多点成形压力机中基本体群的调形技术与多点成形过程.以Passat1.8T轿车顶盖为例,运用逆向工程技术重构出轿车顶盖的三维曲面数学模型,在此基础上利用多点成形CAD软件系统计算出各基本体与轿车顶盖的三维曲面相互接触的高度数据,形成基本体群的高度数据文件,再将此数据文件传送给多点成形CAM软件系统,从而通过对各基本体的控制,调整一系列规则排列的基本体的高度,形成轿车顶盖的三维曲面的包络面.对轿车顶盖进行多点成形的试验研究为多点成形技术在汽车覆盖件冲压成形过程中的应用奠定了基础.     

基于计算几何的曲面造型方法研究

以Pro/Engineer和UGNX为代表的计算机辅助设计和辅助制造软件,在制造行业已经成为产品设计和产品制造工程师的重要工具。这些CAD/CAM软件都必须能够胜任曲面造型的功能,它是产品三维设计的必然前提,因此曲面造型成为计算机辅助几何设计和计算机图形学的一项研究重要内容,而计算几何正是对曲面造型进行研究的数学方法。通过对曲面造型和计算几何的相关概念的介绍,详细阐述了基于计算几何方法建立曲面参数曲线的各种数学建模过程。这些数学建模方法能为各种CAD/CAM系统实现曲面功能提供理论指导。     

金属成形数值模拟中的接触单元法

给出了一种基于罚函数方法及库仑摩擦规律的点一面接触形式的接触单元法,根据等向滑动函数的概念,推导了粘着接触与滑动接触的接触单元刚度阵,由于这种方法在单元积分点引入接触约束,扩大了接触搜索面积,因而接计算更加稳定。数值计算表明该方法能得到较好的结果。     

有限元法在机翼整体壁板成形中的应用

喷丸是现代飞机机翼整体壁板成形的首选方法，但喷丸成形参数的选择在很大程度上依赖于实验数据和操作经验，耗时费资。有限元方法的应用可部分解决这一难题。分析了喷丸成形的变形特点，介绍了Homer的有限元设计方法、Levers的比拟法及笔者使用的变形等效模拟法，并对3种方法各自的特点进行了比较。     

基于塑性流动本构关系的多步反向模拟法

传统板料成形反向模拟法的本构关系是建立在塑性形变理论的基础上,无法考虑变形历史的影响.提出一种新型有效的多步反向模拟法,采用弹塑性材料模型提高计算精度:引入DKT12薄壳单元考虑类似模具圆角处的弯曲一反弯曲效应等应变历史的影响.提出一种基于塑性流动理论的本构方程,可以快速准确地处理弹/塑性变形及加载/卸载状况,提高了应...     

钛合金六角头螺钉成型有限元分析

利用DEFORM-3D有限元软件实现钛合金六角头螺钉成型过程的数值模拟。分析了坯料的变形情况,讨论了坯料在不同温度下的应力、温度场和变形情况,比较了上模在不同速度下对成型过程的影响,从而为实际生产提供理论依据。     

全膜润滑金属成形工艺的有限元仿真分析

到目前为止,全膜润滑的金属成形的数值分析非常少,这主要是由于求解润滑模型的方法只适用于轴对称和平面应变情况.因此,提出了全润滑膜润滑和金属成形有限元法相结合的方法,适用于稳态和非稳态的三维成形工艺,当然也适用于轴对称和平面应变情况.用一个轴对称拉深成形作为一个试验样板,用该法理论计算出的润滑膜厚与实测值相一致,并与其他方法的计算值进行比较,证明这种方法不仅是正确的,还提高了精度.     

基于非线性有限元的钣金件成形极限研究

用非线性有限元软件包 SHEET- FORMING研究橡皮成形工艺的模具圆角半径和板料厚度对钣金件凹凸翻边成形极限的影响 ,建立了用于预测橡皮成形工艺成败和分析其原因的极限翻边高度 h、模具圆角半径 r凹 / r凸 、板料厚度 t的曲面关系 ,用非线性有限元法有效地取代了坐标网应变法。文中主要论述 ,以圆框为对象 (L Y12 M)和用试验得到的成形极限曲线作判据 ,选取合适参数范围作正交设计 ,用动力显式算法对凹翻边破裂数值模拟并与生产型试验结果进行对比基本吻合。     

基于韧性断裂准则用有限元方法预测镍涂层薄钢板的成形极限

首先通过拉伸试验,得到了镍涂层薄钢板和低碳钢薄板的材料参数,然后利用有限元软件Abaqus/Explicit对镍涂层薄钢板的冲压成形过程进行了有限元模拟,得到了涂层和基体在冲压变形过程中的应力、应变以及断裂的初始位置及厚度分布,并通过Oyane韧性断裂准则预测了镍涂层薄钢板的成形极限;并将韧性断裂准则的理论计算、试验结果与有限元计算结果进行对比。结果表明:Oyane韧性断裂准则能够较好地预测镍涂层薄板的成形极限和失效的初始位置,预测值与试验值相差较小。     

金属成形有限元模拟网格再划分技术

本文总结了使用有限元技术模拟金属塑性成形时的网格再划分技术。包括网格再划分的判断、状态变量的平滑和变换及各种技术的优缺点。     

全膜润滑金属成形工艺的有限元分析

针对求解润滑模型的方法只适用于轴对称和平面应变情况，提出了全润滑膜润滑和金属成形有限元法相结合的统一方法，既适用于稳态和非稳态的三维成形工艺，也适用于轴对称和平面应变情况。采用轴对称拉深成形实验，证明这种方法是正确的。该法大幅度增加了仿真的精度，且理论计算的润滑膜厚与实测值相一致。