薄壁曲母线形件旋压成形的数值模拟及工艺研究

论文摘要

薄壁曲母线形件是广泛用于航空、航天和兵器工业中的一类零件和中间道次旋压件,探讨薄壁曲母线形件的旋压成形机理对于研究其成形规律与成形精度具有很重要的意义。本文建立了薄壁曲母线形件旋压过程的三维有限元模型,研究了曲母线形件旋压成形机理和主要工艺参数对其成形过程的影响规律。主要内容如下:在一些假设和简化基础上建立了薄壁曲母线形件旋压成形的有限元模型,并对其成形过程进行了模拟。通过对模拟结果的分析,得到了在曲母线形件拉深旋压成形过程中应力应变的分布及变化规律,从而探讨了曲母线形件旋压过程的成型机理及成形规律。研究各种工艺参数(如旋轮直径、进给比、主轴转速和坯料倾斜角等)对薄壁曲母线形件旋压成形过程的影响。通过对比不同工艺参数下的模拟结果,得到了不同工艺参数对旋压成形质量、等效应力与等效应变、旋压力这些旋压件性能指标的影响规律,为工艺参数的选择提供了依据,并在此基础上确定了一组合理的工艺参数值。通过对模拟结果的分析,文中还探讨了可能产生的缺陷及其预防措施,从而为该类零件的旋压成形提供了一定的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本文的研究背景与意义
• 1.2 旋压的分类及其发展
• 1.3 旋压技术的研究现状
• 1.3.1 普通旋压的研究
• 1.3.2 强力旋压的研究
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第2章 薄壁曲母线形件拉深旋压有限元模拟理论基础
• 2.1 拉深旋压基础理论
• 2.1.1 旋压工艺方式的选择
• 2.1.2 有关工艺参数的选择
• 2.2 大变形弹塑性有限元法基础理论
• 2.2.1 物体的构形及其坐标描述
• 2.2.2 大变形弹塑性有限元的形式方程
• 2.2.3 弹塑性本构方程
• 2.2.4 有限元求解方程
• 2.3 非线性有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA 介绍
• 2.4 动态显示算法概述
• 2.4.1 动态显式分析方法
• 2.4.2 显式和隐式算法的比较
• 2.4.3 显式方法的条件稳定性
• 2.5 本章小结
• 第3章 薄壁曲母线形件拉深旋压有限元模型的建立
• 3.1 有限元模型的建立和边界条件的处理
• 3.2 工艺参数的选择
• 3.3 本章小结
• 第4章 薄壁曲母线形件拉深旋压的模拟结果及分析
• 4.1 旋压成形模拟结果及应力应变分布规律
• 4.2 旋轮直径对模拟结果的影响
• 4.2.1 对应力应变的影响
• 4.2.2 对旋压力的影响
• 4.3 主轴转速对模拟结果的影响
• 4.3.1 对应力应变的影响
• 4.3.2 对旋压力的影响
• 4.4 进给率对模拟结果的影响
• 4.4.1 对应力应变的影响
• 4.4.2 对旋压力的影响
• 4.5 坯料的倾斜角对模拟结果的影响
• 4.5.1 对应力应变的影响
• 4.5.2 对旋压力的影响
• 4.6 本章小结
• 结论与展望
• 1. 结论
• 2. 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文