学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

模环旋压成形过程的数值模拟与工艺优化

作　者: 王浩然
导　师: 周文龙
学　校: 大连理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 筒形件 模环旋压 有限元 计算机仿真
分类号: TG306
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 217次
引　用: 5次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


筒形件强力旋压塑性成形方法被广泛地应用于卫星、导弹、航空、军械等工业部门。筒形件是应用于航空、航天、兵器等领域的一类重要零件。筒形件强力旋压生产中工艺参数的确定主要依靠工艺试验和技术人员的经验,有可能影响产品的研制、生产周期,导致成本增加,所以迫切需要了解和掌握筒形件强力模环旋压成形机理及规律,这是研究和发展该技术迫切需要解决的关键性问题。本文基于弹塑性有限元平台MSC.Marc,筒形件模环旋压为研究对象,采用数值模拟和理论分析相结合的方法,研究建立了该过程的三维有限元分析模型,并分析了模环旋压成形机理及工艺参数对其成形过程的影响规律。主要研究内容和结果如下:对筒形件模环旋压有限元计算中的几何建模、网格划分、边界条件和载荷的定义进行了分析,提出了适合筒形件模环旋压的处理措施。简述旋压成形有限元模拟相关的弹塑性有限元基本理论,包括虚功方程、增量方程、弹塑性本构方程以及有限元求解方程等。本文对模环旋压过程中的应力、应变进行了分析,研究了模环旋压中工艺参数的影响。研究了旋轮成形角、旋轮圆角半径、牵引速度、减薄率等对筒形件模环旋压中旋压力的影响。计算分析了旋压变形时的应力分布,并对旋压加工中的隆起现象进行了分析,计算了旋压力,得到了工艺参数对隆起及旋压力的影响关系。计算结果表明,对于本文所描述的加工工艺条件下,采用成形角为20～25度,减薄率为25%～30%,旋轮圆角半径为4.5mm～6.0mm,牵引速度为0.4mm/s～0.6mm/s范围时,成形工件质量较高。数值计算结果与试验结果吻合较好。该模拟计算为模环旋压工艺参数的确定与优化,提高产品质量提供了依据。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-10
1 绪论  10-14
  1.1 塑性成形中有限元法的发展概况  10-11
  1.2 国内外变薄旋压加工有限元分析现状及发展趋势  11-12
  1.3 选题的目的和意义  12-13
  1.4 课题主要研究内容  13-14
2 模环旋压成形加工介绍  14-28
  2.1 旋压成形加工简介  14-15
  2.2 筒形件强力旋压分类及特点  15-19
    2.2.1 筒形件强力旋压分类  15-17
    2.2.2 筒形件强力旋压优缺点  17-19
  2.3 模环旋压简介  19-20
  2.4 模环旋压机介绍  20-22
    2.4.1 旋压机概况  20-21
    2.4.2 旋压机分类和特点  21-22
    2.4.3 模环旋压机工作原理  22
  2.5 模环旋压变薄旋压加工成形原理  22-28
    2.5.1 模环旋压变形力学分析  22-24
    2.5.2 模环旋压变形时材料流动场分析  24-28
3 强力旋压有限元模拟基础  28-43
  3.1 数值模拟方法  28-30
  3.2 增量方程  30-31
  3.3 虚功原理  31-32
  3.4 有限元方程的建立  32-33
    3.4.1 空间有限元离散化  32-33
    3.4.2 有限元方程  33
  3.5 弹塑性本构方程  33-34
  3.6 有限元方程求解  34-36
  3.7 模环旋压数值模拟技术解决方法  36-43
    3.7.1 MSC.Marc有限元软件简介  36-37
    3.7.2 MSC.Marc模拟旋压成形问题的关键  37-43
4 筒形件模环旋压过程的有限元模拟  43-69
  4.1 有限元模型的建立  43-45
    4.1.1 载荷及接触判断  43-44
    4.1.2 摩擦的处理  44
    4.1.3 模型的简化  44-45
  4.2 工艺参数的选择  45-48
    4.2.1 旋轮的形状  45-46
    4.2.2 旋轮进给比  46-47
    4.2.3 减薄率  47
    4.2.4 主轴转速  47
    4.2.5 工艺参数  47-48
  4.3 应力应变计算结果与分析  48-55
    4.3.1 应力计算结果与分析  48-50
    4.3.2 应变计算结果与分析  50-53
    4.3.3 模环旋压成形分析  53-55
  4.4 隆起形成分析  55-56
  4.5 工艺参数对隆起的影响  56-58
  4.6 模环旋压过程中的旋压力  58-62
    4.6.1 旋轮成形角对旋压力的影响  59
    4.6.2 牵引速度对旋压力的影响  59-60
    4.6.3 旋轮圆角半径对旋压力的影响  60-61
    4.6.4 减薄率对旋压力的影响  61-62
  4.7 扩径分析  62-65
  4.8 筒形件模环旋压试制  65-69
    4.8.1 旋压试制工艺参数及材料  65-66
    4.8.2 试制结果与有限元结果对比分析  66-69
结论  69-70
参考文献  70-74
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  74-75
致谢  75-76

相似论文

  1. 混粉电火花成型机主机系统及工艺试验的研究,TG661
  2. 电火花加工中的电极损耗机理及控制研究,TG661
  3. 永磁磁力耦合器结构与特性研究,TH139
  4. 谐波齿轮传动柔轮应力及轮齿磨损分析,TH132.43
  5. 常温低温组合密封结构的有限元分析与优化设计,TH136
  6. 碾压混凝土拱坝温度应力仿真分析与分缝设计研究,TV642.2
  7. 竖向荷载作用下半刚性连接钢框架的简化分析,TU391
  8. 带填充墙框架结构非线性有限元分析,TU323.5
  9. 电流及电场对结晶器铜板上电镀镍及其合金镀层性能的影响,TQ153.2
  10. 基于时程分析法碾压混凝土重力坝抗震稳定性分析,TV642.2
  11. 个性化人工膝关节设计及其生物力学特性研究,R318.1
  12. 船用锅炉过热器管束胀口应力应变分析,TQ051.5
  13. 电子产品质量监控测试设备设计,TN06
  14. 深水海底管道S型铺管法安装分析,TE973
  15. 拖拉机驾驶室的有限元分析及优化设计,S219.02
  16. 拖拉机电控液压动力转向系统的转向机构及液压系统设计,S219.02
  17. 智能森林灭火航弹研究,S762
  18. 多针内固定治疗跟骨骨折的有限元分析,R687.3
  19. 三种后路腰椎融合术致相邻节段退变的有限元分析比较,R687.3
  20. 踝关节及周围韧带三维有限元模型的建立与分析,R687.3
  21. 不同托槽底板结构影响粘接质量的三维有限元分析,R783.5

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属压力加工 > 一般性问题 > 压力加工工艺
© 2012 www.xueweilunwen.com