渐开线齿廓滚压成型半蜂窝波形条的理论研究

渐开线齿廓滚压成型半蜂窝波形条的理论研究

论文摘要

论文阐述了蜂窝复合材料特点、应用、发展现状及蜂窝芯的分类及加工方法。着重分析和比较了直接成型法和拉伸成型法各自的优缺点,确定直接成型法优于拉伸成型法。对目前直接成型法制备金属半蜂窝波形条的国内外研究状况进行分析,提出渐开线成型齿廓取代传统的梯形齿廓该新方式。渐开线齿廓的加工在技术上已相当的成熟和完善,利用渐开线齿廓成型还可以改善和消除梯形齿廓成型的缺陷和不足,减少波形条的后期整形工序,提高成型法制备蜂窝复合材料的生产效率。论文针对直接成型法生产金属半蜂窝波形条理论研究薄弱和基于传统梯形成型齿廓成型的波形条出现众多缺陷和不足的现状,在研究金属板料弯曲成型变形区的应力应变分布及薄板滚压成型数值模拟有限元理论的基础上,利用ANSYS-LS/DYNA有限元法建立渐开线齿廓成型金属半蜂窝波形条过程的显式动力学动态仿真模型,对该成型过程进行仿真模拟。探索该齿廓成型的可行性。根据其成型结果,进行渐开线成型齿廓参数改进的数值分析研究,确定最佳成型齿廓参数,以获得理想的成型结果,使渐开线成型齿廓生产的半蜂窝波形条可以消除传统梯形成型齿廓成型的波形条的缺陷和不足。在仿真模拟的基础上进行渐开线齿廓滚压成型金属薄板过程的受力分析,建立渐开线齿廓成型金属薄板过程的驱动力模型,研究其成型驱动力。通过数学物理方法建立起成型驱动力与原动机输入功率之间的定量关系。在数值模拟研究的基础上得出金属材料的力学性能参数改变对成型驱动力大小的影响规律,为该成型方式成型不同的金属材料成型设备及成型辊结构强度设计、成型材质及原动机选择提供一定的理论参考。论文所采用的研究方法和得出的结论对采用直接成型法生产半蜂窝波形条具有一定的理论和现实意义。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 本课题的研究背景
  • 1.1.1 蜂窝复合材料的应用
  • 1.1.2 金属蜂窝复合材料的特点及发展现状
  • 1.1.3 蜂窝复合材料的分类、加工方法及其对比
  • 1.1.4 成型法制备金属蜂窝芯板的国内外研究状况
  • 1.2 本课题研究的目的和意义
  • 1.3 本课题研究的主要内容
  • 第二章 板料弯曲成型变形区的应力应变分布研究
  • 2.1 线性弹塑性弯曲
  • 2.1.1 弹性弯曲
  • 2.1.2 弹塑性弯曲
  • 2.1.3 纯塑性弯曲
  • 2.2 三维塑性弯曲时的应力应变状态
  • 2.2.1 窄板弯曲
  • 2.2.2 宽板弯曲
  • 2.3 宽板弯曲时的应力分布
  • 2.3.1 主应力法的基本原理
  • 2.3.2 无硬化宽板大塑性变形的弯曲
  • 2.2.3 有硬化宽板大塑性变形的弯曲
  • 2.2.4 有硬化小变形的弯曲
  • 2.4 板料塑性弯曲时中性层的内移
  • 2.4.1 应力中性层
  • 2.4.2 应变中性层
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 薄板滚压成型数值模拟有限元理论
  • 3.1 概述
  • 3.2 弹塑性问题的有限元法
  • 3.3 大变形问题的有限元法
  • 3.3.1 ALE方法的基本概念
  • 3.3.2 ALE方法描述的控制方程
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 基于ANSYS/LS-DYNA渐开线齿廓滚压成型过程的有限元模拟
  • 4.1 概述
  • 4.2 ANSYS/LS-DYNA简介
  • 4.3 ANSYS/LS-DYNA的一般分析过程
  • 4.4 滚压成型过程的有限元模拟
  • 4.4.1 定义单元类型及相关的实参数
  • 4.4.2 定义分析所需的材料模型
  • 4.4.3 建立显式动力分析的模型
  • 4.4.4 创建PART,定义接触
  • 4.4.5 施加载荷、约束和初始条件
  • 4.4.6 求解相关参数和选项的设定
  • 4.4.7 求解过程与重启动
  • 4.4.8 结果与分析
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 基于LS-DYNA渐开线齿廓参数改进的数值分析研究
  • 5.1 影响渐开线齿廓形状参数的确定
  • 5.2 基于LS-DYNA渐开线齿廓参数改进的数值分析
  • 5.3 仿真分析结果的实验验证
  • 5.3.1 实验的目的
  • 5.3.2 实验的装置
  • 5.3.3 实验采用的渐开线齿廓成型辊参数
  • 5.3.4 实验的步骤及结果
  • 5.3.5 成型精度分析
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 成型过程的受力分析及其成型驱动力与输入功率定量关系的研究
  • 6.1 成型过程的受力分析
  • 6.2 受力分析总结
  • 6.3 渐开线齿廓的形成及其特性
  • 6.3.1 渐开线的形成
  • 6.3.2 渐开线的特性
  • 6.4 渐开线齿廓滚压成型半蜂窝波形过程驱动力模型的建立
  • 6.5 成型驱动力与输入功率定量关系的研究
  • 6.5.1 定轴转动刚体上作用力的功
  • 6.5.2 质点系的动能
  • 6.5.3 功率方程
  • 6.5.4 成型驱动力与输入功率定量关系的研究
  • 6.6 本章小结
  • 第七章 金属材料力学性能参数的改变对成型驱动力影响的数值模拟研究
  • 7.1 塑性行为的基本假设
  • 7.2 应力—应变曲线的理想化
  • 7.3 有限元仿真计算及试验数据的采集
  • 7.4 数据处理(利用非线性最小平方拟合器进行多项式回归拟合)
  • 7.5 本章小结
  • 第八章 论文总结与展望
  • 8.1 论文研究的主要工作
  • 8.2 论文的创新点及研究成果
  • 8.3 论文的不足及展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录:本人在攻读硕士期间发表学术论文情况
  • 相关论文文献

    • [1].谈谈如何上好“渐开线齿廓”一课[J]. 高考(综合版) 2014(09)
    • [2].AutoCAD中齿轮渐开线齿廓绘制的探讨[J]. 新技术新工艺 2014(01)
    • [3].AutoCAD中绘制渐开线齿廓[J]. 金属加工(冷加工) 2010(03)
    • [4].基于渐开线齿廓范成仪的结构改造[J]. 机床与液压 2010(02)
    • [5].修正渐开线齿廓滚子链链轮设计及其动态特性研究[J]. 中国机械工程 2011(09)
    • [6].渐开线齿廓偏差测量不确定度的计算与分析[J]. 西安工业大学学报 2017(02)
    • [7].基于渐开线齿廓范成仪的结构改造[J]. 机械工程师 2009(02)
    • [8].CAXA辅助NX6.0完成标准渐开线齿廓齿轮参数化建模(上)[J]. CAD/CAM与制造业信息化 2012(05)
    • [9].仿真观察渐开线齿廓展成[J]. 机械制造与自动化 2010(02)
    • [10].谐波齿轮传动柔轮和刚轮渐开线齿廓间隙的数学模型研究[J]. 机械工程师 2008(05)
    • [11].基于AutoCAD的齿轮渐开线齿廓建模方法研究[J]. 景德镇学院学报 2015(03)
    • [12].高形转子基于渐开线齿廓的型线构造方法研究[J]. 真空科学与技术学报 2019(05)
    • [13].渐开线齿廓曲线花键三维仿真设计方法[J]. 现代计算机(专业版) 2008(01)
    • [14].渐开线齿廓偏差的极坐标法测量[J]. 常州工学院学报 2015(Z1)
    • [15].基于VBA的渐开线齿廓测量尺寸的计算[J]. 机电工程技术 2012(07)
    • [16].CAXA辅助NX6.0完成标准渐开线齿廓齿轮参数化建模(下)[J]. CAD/CAM与制造业信息化 2012(06)
    • [17].基于共轭理论的渐开线齿廓精确的设计方法[J]. 现代机械 2016(04)
    • [18].渐开线齿廓曲线数学模型研究[J]. 机电工程技术 2015(07)
    • [19].基于包络精确算法的渐开线齿廓谐波齿轮侧隙计算[J]. 机电工程技术 2017(03)
    • [20].基于AutoCAD的掩膜用微齿轮渐开线齿廓拟合[J]. 机械设计与制造 2011(12)
    • [21].平动式啮合电机渐开线齿廓设计方法研究[J]. 微电机 2012(06)
    • [22].采煤机行走轮齿廓研究[J]. 煤矿机电 2008(02)
    • [23].球齿轮渐开线齿廓曲面磨削加工方法研究[J]. 机械科学与技术 2008(10)
    • [24].渐开线谐波传动设计及啮合分析[J]. 机械传动 2015(07)
    • [25].渐开线齿廓齿轮的精确建模及应力分析[J]. 湖南农业大学学报(自然科学版) 2010(S1)
    • [26].基于ANSYS的实用坐标渐开线齿轮啮合建模分析[J]. 机械管理开发 2009(03)
    • [27].一种齿轮渐开线齿廓精确求解及其参数化建模方法[J]. 机床与液压 2009(09)
    • [28].渐开线齿廓链轮梳齿刀的设计[J]. 制造技术与机床 2017(11)
    • [29].渐开线椭圆齿轮齿廓数学建模与图形仿真[J]. 辽宁石油化工大学学报 2010(01)
    • [30].齿轮传动法隙的虚拟变位研究[J]. 机械科学与技术 2009(01)

    标签:;  ;  ;  ;  

    渐开线齿廓滚压成型半蜂窝波形条的理论研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢