多点成形冲头调形误差对成形件质量影响的研究

论文摘要

多点成形是利用一系列规则排列的、高度可调的冲头构成的包络面来完成板材成形的,所以冲头调形是否准确,将直接影响成形件的成形质量。理论上每个冲头都应调整到目标位置,使冲头构成成形件的包络面。但是实际调形时,经常受已知和未知的因素影响,使个别冲头不能移动到目标位置,导致基本体构成的成形面与目标形面有一定误差,影响成形精度,而这些因素又是无法回避的。本文采用有限元法对多点成形过程进行数值模拟研究,通过LS-DYNA非线性有限元软件对冲头的调形误差对成形件质量的影响进行了详细的分析,对多点成形错位成形的压痕以及对位成形与错位成形冲头的受力情况进行了模拟。经分析将冲头的调形误差分为四类,并对其中影响比较大的三类冲头误差的多点成形过程进行了数值模拟,结果表明,第一种和第二种误差情况下成形件Y方向所产生的误差值非常接近,而且两种情况下冲头的调形误差与成形件误差几乎呈线性关系,第三种误差情况下成形件所产生的误差明显小于第一、二种情况所引起的误差。成形的板料越厚,冲头的调形误差对成形件质量影响越小;成形的球形件曲率半径越大,冲头的调形误差对成形件质量影响越大。通过对不同板厚、不同曲率半径的球形件的多点成形过程中对位与错位成形冲头受力情况的模拟,得出冲头的受力曲线;对于同样尺寸、同样材料、同样厚度的板料成形球形件时,双向错位成形冲头所受的最大作用力小于对位成形冲头所受的最大作用力。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 多点成形技术简介
• 1.1.1 概述
• 1.1.2 基本原理
• 1.1.3 多点成形技术的产生与发展
• 1.1.4 多点成形技术特点
• 1.1.5 多点成形的成形缺陷及抑制方法
• 1.1.6 多点成形应用实例
• 1.2 板材成形数值模拟及软件介绍
• 1.2.1 板材成形数值模拟的产生及发展
• 1.2.2 LS-DYNA简介
• 1.2.3 板材多点成形数值模拟
• 1.3 选题的意义及本文的主要研究内容
• 第二章 多点成形数值模拟理论
• 引言
• 2.1 动力显式算法
• 2.1.1 动力分析的有限元方程
• 2.1.2 显式时间积分算法
• 2.1.3 积分算法的稳定条件
• 2.1.4 时间积分和时间步长控制
• 2.2 材料模型
• 2.2.1 单元的选择
• 2.2.2 Von Mises屈服准则
• 2.2.3 沙漏控制
• 2.3 边界条件
• 2.4 小结
• 第三章 冲头调形误差对成形件质量影响研究
• 引言
• 3.1 冲头调形误差
• 3.1.1 调形误差产生的原因
• 3.1.2 误差分类
• 3.2 有冲头调形误差的多点成形过程的数值模拟
• 3.2.1 有限元模型的建立
• 3.2.2 不同种调形误差的多点成形过程的数值模拟
• 3.3 调形误差对成形件质量的影响
• 3.3.1 不同种调形误差对成形件质量的影响
• 3.3.2 调形误差对不同厚度的板类件质量的影响
• 3.3.3 调形误差对不同半径的球形件质量的影响
• 3.3.4 四对冲头有调形误差时的数值模拟
• 3.3.5 有调形误差冲头数对成形件质量影响
• 3.4 结论
• 第四章 多点成形冲头双向错位成形数值模拟
• 4.1 双向错位多点成形的数值模拟
• 4.1.1 压痕的产生
• 4.1.2 有限元模型的建立
• 4.1.3 双向错位成形过程数值模拟
• 4.1.4 压痕的抑制
• 4.2 多点成形冲头受力的模拟
• 4.2.1 有限元模型
• 4.2.2 冲头受力的数值模拟
• 4.3 小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 导师及作者简介
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢