基于MATLAB的ABAQUS二次开发(下)——在时效成形回弹补偿中的应用

为验证MATLAB在ABAQUS二次开发中的应用,使用MATLAB编程对T型梁的网格划分进行优化,并且反分析模型的材料参数,计算得到了回弹补偿方程。提出一种基于平面曲线基本方程的几何回弹补偿方法,结合回弹补偿方程,对壁板的时效成形模具型面进行初步的回弹补偿。利用所开发的程序,以几何回弹补偿型面为初始值,对模具型面进行迭代补偿。仿真结果显示,壁板成形后的外形和设计外形的偏差在0.8mm以内。证明了MATLAB在ABAQUS二次开发中的有效性。     

2124铝合金时效成形模具型面修正有限元分析及试验验证

对2124铝合金整体壁板时效成形过程进行了有限元模拟,应用基于传递函数的模具型面修正算法建立了一种模具型面回弹修正方法。以网格状整体壁板为例,以设计零件外形为初始模具型面对整体壁板模具型面进行了有限元分析回弹补偿修正。结果表明,有限元分析迭代9次后试验零件外形与设计零件外形最大误差为0.176 mm,继续迭代,误差稳定在0.17 mm左右。把得到的模具型面作为试验模具型面,进行时效成形试验验证。结果表明,成形零件误差为0.487 mm,满足设计要求,表明该方法可行。     

铝合金整体壁板时效成形模具型面构造

时效成形是飞机整体壁板的主要成形工艺之一,由于成形过程中回弹量大的特点,需要对模具进行补偿以消除回弹对零件成形精度的影响。为了有效消除回弹影响,提出一种有限元模拟与物理试验相结合的思路,基于有限元模具型面回弹补偿—试验迭代的频域模具型面修正方法。以2124铝合金材料为例,以零件理论外形作为初始模具型面对整体壁板进行仿真回弹补偿迭代,经过6次补偿,零件成形误差减小到0.47 mm,把有限元迭代所得模具型面进行工艺试验,验证结果表明,仿真迭代所得模具型面成形零件的误差为0.63 mm;达不到0.5 mm的外形误差要求。进一步采用模具"频域"修正算法对时效成形模具型面进行修正,经过2次修正,成形零件误差降低至0.484 mm,满足使用要求,结果表明该方法可行。     

基于传递函数的时效成形模具修正算法

提出一种基于传递函数的时效成形模具修正算法,由时效成形闭环控制系统推理,得出模具修正的传递函数公式,在构建具有多个功能单元的实验系统基础上,设计出适用于时效成形模具型面修正的工作流程。针对变曲率T型试件,设计加工3套曲率相近的成形模具,进行时效成形并检测,依据检测数据反求实验模具型面,与设计的模具形状相比,误差分布均处于误差允许范围,证明基于传递函数的模具修正算法可用于变曲率模具型面预测修正;对尺寸为700mm×800mm整体壁板的时效成形模具型面进行两次修正,检测结果均满足精度要求,证明该文的模具修正算法可用于复杂型面整体壁板时效成形模具的型面预测修正。