金屬板材數字化漸進成形過程數值模擬

1、華中科技大學碩士學位論文金屬板材數字化漸進成形過程數值模擬姓名：李迎浩申請學位級別：碩士專業(yè)：材料加工工程指導教師：莫健華20050429摘 要 金屬板料無模漸進成形引入使用專用的成形工具頭沿規(guī)劃好的運動軌跡實現了金屬板料的柔性加工因此加工的工件精度較高分析易于實現自動化由于金屬板材分層漸進成形的工藝較復雜點的分布及加工軌跡很難用試驗的方法確定提出了金屬板材分層漸進成形的有限元模擬方案據試驗特點建立了相關的有限元模型性形質量的關鍵因素如對點支撐形式也作了初步研究板材成形 漸進成形 數值模擬 有限元模擬I從建模到CAE工具頭進退根保證了模擬的真實對一些影響板材成同時AbstractWith in

2、troducing Layered Manufacture (LM) method into the sheet metal processing, Sheet metal Incremental Forming, which realizes the flexibility of sheet metal forming, processes sheet metal layer by layer with the increments of continuous local plastic forming along the programmed trajectory. The technol

3、ogy can directly manufacture workpieces with the shape of sheet, and the machining precision is very high because the metal plate is pressed only in some parts of the plate and the distortion is accumulated continuously to form whole shape. The importance of the technology is easy automatization dur

4、ing whole process (from modeling to CAE analysis and to machining contour). All of these characteristics make the technology become a advance manufacture technology which has a development future.Since the technology of the metal layered incremental forming process is realitivelycomplicated, and var

5、ious parameters such as layer depthLS-DYNA, we simulate the process of sheetmetal Incremental Forming. The foundation of the FEM model is based on characteristic of the experiment, the tooling track and loading manner have being built in a simple way, at the same time, according to the characteristi

6、c of the experiment equipment, we have also built the boundary condition and restriction. Such process have guaranteed the facticity of the simulation. And based on this model ,the distributing characteristic of stress and strainhas been analysed, some key factor such as layer depthSheet Metal Digit

7、al Forming Incremental forming Numerical simulationFEM simulationII1 緒論1.1 金屬板料無模成形技術的發(fā)展金屬板料成形在制造業(yè)中有著廣泛的應用而且缺乏柔性而現代社會產品的更新換代非常迅速是企業(yè)生存和發(fā)展的關鍵如激光熱應力成形成形等無模數字化單點漸進具有很大的柔性特別適合新產品的開發(fā)和小批量生產成形錘漸進成形 成形錘漸進成形法使用剛性沖頭和彈性下模對板料各局部區(qū)域分別加工見圖1-1³ÉÐÎËٶȽϿì&#

8、211;°ÏìÖÆÆ·µÄ±íÃæÖÊÁ¿噴丸成形1噴丸成形是利用高速彈丸撞擊金屬板料的一個表面在此應力作用下逐步使板料達到要求外形的一種成形方法2¶È²»ÊÜÅçÍè³ÉÐη½·¨µÄÏÞÖ

9、98;³ÉÐλúÀíÊ®·Ö¸´ÔÓºÄʱ·Ñ×ÊÁã¼þ³¤µ«¸Ã·½·¨多點成形法多點成形法是利用高度可調的基本體群形成離散曲面來代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進行三維曲面成形的柔性加工技術34561-2和圖1-3為兩種方式的工

10、作原理圖ͼ在國內但它存在以下幾個問題激光熱應力成形 激光熱應力成形是一種較新的金屬板料成形方法引起超過材料屈服極限的熱應力該方法無需任何形式的外力因不受模具限制形或脆性材料成形具有獨特的優(yōu)點2可成形在常溫下難于成形的難變由于激光熱應力季忠等人對激光熱應力成形技術進行了系統(tǒng)的研究對厚板激光成形時的溫度場進行了數值模擬7±íÃæÖÊÁ¿½Ï²î成形形狀受到限制5¼ÓѹÓÚËæ&

11、#208;¾Ä£ÑØͬһÖáÏßÐýתµÄ½ðÊôëÅ÷×ܱäÐÎÁ¦ºÍ»ú´²¶ÖλÏà¶Ô&

12、#211;Ú´«Í³Ñ¹Á¦¼Ó¹¤·½·¨µÍÈ»¶øÐýѹ¹¤ÒÕÒ²´æÔÚמÖÏÞÐÔÐýת&

13、#185;¤ÒÕµÄÉú²úÂʵʹÓÄ¿Ç°µÄÑо¿³É¹û¿´CNC高壓水噴射成形CNC高壓水噴射成形法其工作原理可以簡單概括為水的動能轉換為作用于板材的壓力能隨后Z軸下降成形下一層金屬3如圖1-51.高壓泵 2.噴嘴 3.工作臺 4.工件圖1-5 CNC高壓水噴射成形工作原理圖

14、CNC高壓水噴射成形法有其獨特的優(yōu)點適于成形形狀復雜的工件但是由于目前技術水平所限噴嘴磨損比較大一次性投資較大無模數字化單點漸進成形20世紀90年代初,日本學者松原茂夫提出了一種新型的金屬板料成形工藝屬板料漸進成形技術14金金屬板料漸進成形的特點是引入快速原型制造技術(Rapid Prototyping)Æä¼Ó¹¤¹ý³ÌÈçͼ1-6所示,首先將被加工板料置于一個頂支撐模型上,在板料四周用夾板在托板上夾緊材料,托板可沿導柱自由上下滑動如此重復直到整個工

15、件成形完畢4圖1-6 金屬板料單點漸進成形原理圖日本AMNIO公司研制出樣機如圖1-7所示試驗研究表明能加工出曲面更復雜不僅可加工一般的金屬薄板成形件¶ÔÓÚ¸´ÔÓÁã¼þ½öÐèÒ»¸ö¼òµ¥µÄоģÖÆÔìÄ£¾

16、23;µÄ·ÑÓÃ5經濟價值近似于靜壓力實現CAD/CAM/CAE一體化生產可以成形其它技術無法成形的零件并成功地開發(fā)出樣機這些CAE軟件大多可以利用CAD生成的模型進行設計和工藝過程仿真工業(yè)上應用板材成形CAE分析的目的可以歸納為以下三個主要方面減少調試次數¿ÉÖÆÔ츴ÔÓµÄÁã¼þ×îÔç³öÏ&#

17、214;µÄ·½·¨ÊÇÓÐÏÞ²î·Ö·¨有限元方法的應用使得金屬成形模擬獲得突破以及運用這些理論進行的成形模擬但在實際生產中的應用遠未成熟6基于動態(tài)顯式算法的軟件的出現標志著板材成形仿真實際應用的真正發(fā)展到1989年大轉動處理能力顯式法Áí 外需要進行平衡迭代式算法要少方面計算盡可能少時速度優(yōu)勢才能發(fā)揮,因而往往采用減縮積分方法動態(tài)顯式法還有一個重要特點是靜態(tài)顯式法基于率形式的平衡方程組與Eu

18、ler前插公式所以得出的結果會慢慢偏離正確值通常一個仿真過程需要多達幾千步但效率低不該算法需要的內存也比隱另一而且只有在單元級但是實際運算中要受到接觸以及摩擦等條件的限制由于需要矩陣求逆以及精確積分在分叉點處剛度矩陣出現奇異如果結合CAD軟件與網格劃分功能結果的準確性通常很低 7approximation analysis1.2.2 板成形數值模擬軟件的應用基于一步成形方法的軟件在歐洲的汽車制造商中得到了廣泛應用日本和美國的公司認為當前存在著一種應用動態(tài)顯式算法的趨勢回彈與殘余應力狀態(tài)非常重要因此從而令板成形仿真更為方便有限元數值模擬方法在板料成形中的應用越來越廣泛而且還用于起皺成形后的回彈計

19、算以及用于解決坯料設計等問題早期的SAPASINA等著名的商業(yè)軟件在結構分析同樣國際上有十幾套可用于板材成形數值模擬的商業(yè)化軟件以及LASTRANICEM-STAMP等美國LawrenceLivermore實驗室1976年推出了軟件的第一版為了處理薄板成形問題大規(guī)模并行機及其功能簡介LS-DYNA作為世界上最著名的通用顯式動力分析程序三維非線性結構的高速碰撞流體及流固耦合問題8論和程序的鼻祖認為最佳的分析軟件包23´óλÒÆ跌落仿真等領域被廣泛140多種材料動態(tài)模型以顯式求解為主以非線性動力分析為主應力計算和薄板沖壓成型后的回彈計算

20、如鈑金成形等材料模型豐富程序以結構分析為主如動力分析前的預ÕâЩµ¥Ôª²ÉÓÃLagrange列式增量算法服零能模式單點積分并用沙漏粘性阻尼以克并且精度良好50多種選擇可求解諸如剛體對剛體的接觸整車碰撞的研究中各種運動部的仿真以及各種邊界條件的加載目前運用LS-DYNSA在模擬金屬板料沖壓成形許多研究成果均在實際工程中得以應用已經摸索出了隱式彈塑性大變形數值模擬方法并開發(fā)出相應的分析軟件針對金屬板料無模單點漸進成形多工步成形的特點運用該程序進行相關成形過程的數值模擬是可行

21、的91.4 課題小組研究成果 目前劉杰博士初步引入了數值模擬方法甘文新碩士采用靜力算法對下壓過程中工具頭上的應力分布特點進行了模擬和分析但目前先后得到科技型中小企業(yè)技術創(chuàng)新基金2000年2000年2001年已引起國外快速制造領域專家的重視日本政府也極為重視該項技術可以加工汽車覆蓋件等復雜制件就目前國內外金屬板料無模成形的研究現狀看可制造出更理想的工件隨著有限元分析技術的飛速發(fā)展以及計算機性能的不斷提高塑性成形理論與工藝等各類技術的模擬軟件系統(tǒng)已逐漸成為板料數控漸進成形研究及成形優(yōu)化的強有力的工具 10綜上所述該技術是綜合性的跨學科的課題性成形技術CAD/CAM/CAE等多個學科塑1.6 本課題

22、的研究內容和主要工作目前金屬板材單點漸進成形技術還處于實驗室階段影響工件質量的因素非常復雜其物理模型和數學模型都不同于傳統(tǒng)的板料單次拉深工況下的模型本課題的主要工作就是根據金屬板料數字化漸進成形的過程特點結合正確的數值模擬方法建立起數值分析模型成形力的變化工具頭進退點的分布工具頭進退點集中分布造成的零件表面質量較差偏頭優(yōu)化成形參數提供理論依據各章內容如下詳細介紹了單點漸進成形的原理和研究現狀以及目前板材數值模擬技術發(fā)展及應用狀況第二章 對數值模擬中的一些重要工藝參數加以確定工具頭軌跡加載第三章 對普通底支撐形式進行漸進成形的成形過程進行模擬11中板料上應力第四章 對底支撐采用點支撐的漸進成形過

23、程進行模擬分析應變的分布特點以及層距和工具頭進退動作對其分布的影響第五章 進行了全文的總結與進一步研究的展望 122 相關工藝參數及前處理成形過程的特點決定了金屬板料數控漸進成形的成形過程是一個同時包括幾何非線性必須基于板料分層成形的特點進行分層成形過程的計算機模擬2.1 成形特點及成形設備機械結構2.1.1 板料漸進成形特點金屬板料數字化漸進成形采用快速原型制造技術即分解成一系列二維斷面層實現了設計與制造的一體化303132¹á³¹ÁË¿ìËÙ³ÉÐÎ&

24、#214;дó´ó½µµÍÁ˼ӹ¤ÄѶÈͬʱ»¹ÊÇÒ»ÖÖÊý×Ö»¯µÄ½ðÊô°åÁÏ·Ö&

25、#178;ã½¥½øËÜÐÔ³ÉÐη½·¨Æ乤ÒÕÊÇÓÃÖð²ãËÜÐÔ¼Ó¹¤À´ÖÆÔìÈýά&

26、#208;ÎÌå13工每一層輪廓時都和前一層自動實現光順銜接為一個球冠面作用下克服屈服極限隨著工具頭的不斷碾壓2.1.2 板料成形設備機械結構圖2-2為華中科技大學快速成形中心研制開發(fā)的金屬板料數字化漸進成形設備的硬件結構示意圖以獲得所需的零件的金屬板料在成形力的在動梁上設置有在Y軸向運動的溜板的驅動裝置滑塊的底部設置有工具夾持裝置在托板的底部安置有四根導柱當板材成型工藝要求施加背壓力時以使模擬與實際試驗情況相符14在2.2 各相關試驗參數2.2.1 材料模型試驗中所用的板料為低碳鋼板08F 密12表2-1 材料的力學性能 度彈性模量 Mpa EÆ

27、28;²ÄÁÏÄ£Ð͵ÄÓ¦Á¦/應變曲線用兩條直線壓邊框及托板均采用線彈性模型如圖2-3所示ÆäĦ²ÁϵÊýΪ0.515Gpa在無模單點漸進成形過程中變形速度主要受工具頭運動速度的影響板厚1mm為簡化模型當不以工具頭為主要研究對象且忽略工具頭因成形過程中受力所發(fā)生的微小彈性變形時同理在成形直壁特征的零件時可僅給出底支撐模型頂部的

28、特征形狀及尺寸所建模型應能滿足以下要求模型盡可能簡化但不失真實性沿著厚度方向應力為零單元根據該特點在數值模擬中板料采用shell16316算法Belytschko-Tsay單元34基于薄殼經典理論多層單點積分和沙漏粘性阻尼的四節(jié)點四邊形薄殼單元中面為參考面xm,ym,zm和薄殼厚度t來定義e3為參考平面法向矢量e3=e1×e2 (2-2)L為纖維方向矢量e1±äÐÎʱe3與L矢量的夾角小于=0.01e1和e2用下面的方法求得即為S3rij=xiyj (2-4)局部坐標系的基矢量e3½Úµ

29、27;1和2連線17e2=e3×e1 (2-7) Belytschko-Tsay算法可參考LS-DYNA THEORETICAL MANUAL相關章節(jié)或3節(jié)點三角形單元有兩個平面和正常的載荷在x方向上的轉動自由度¼ÓËٶȺÍËÙ¶Èz減少單元數量也可對該部分采用shell163單元該單元是8節(jié)點六面體單元在每個節(jié)點的XËÙ¶È182.3.2 建立實體模型在這里可采用直接生成法建模應充分考慮3512非線性分析中優(yōu)先使用線性單

30、元對于板料單點漸進成形數值模擬另外能夠實現與CAD軟件間無縫的幾何模型傳遞36Èçͼ2-6所示網格剖分37的目的就是將模型用指定的單元離散為有限個單元體的集合通常情況下往往比自由網格得到的結果更加精確同時在接觸分析問題中對剛性表面進行網格剖分時19類型控制部分有利于使單元數保持最少39ʵÌåÄ£ÐÍ¿ªÊ¼¾Í¶ÔÄ£Ðͽø

31、8;бȽÏÏ꾡µÄ¹æ»®ÐèÒª´Ó½¨Á¢Íø¸ñÆÊ·Ö¼´²ÉÓÃÓ³ÉäÍø¸ñµÄ

32、8;Îʽ為在不影響分析精度的前提下進一步減少網格數量提高分析效率需對網格進行合理的疏密控制于沒有參與變形或變形較小的區(qū)域采用較疏的網格劃分板料的塑性變形被控制在工具頭周圍的有限區(qū)域內b/S2而對t為板厚h為工具頭單層進給量40其中T20(1) 成形方盒零件的網格劃分ÐèÒª¶¨ÒåµÄ½Ó´¥¶ÔÓÐÁ½¸öµ×Ö&

33、#167;³ÅÄ£ÐÍÒ»ÖÖÊÇ·£º¯Êý·¨ÔÚÏÔʽËã·¨ÖÐϵͳµÄ×ÔÓɶȽӴ¥Á&

34、#166;µÄ´óСÓ봩͸Á¿³ÉÕý±ÈÓÖ²»Ôö¼ÓS是接觸點的法向穿透量過大會降低計算的穩(wěn)定性一個實體同時具有沿XËٶȽ¨Ä£Ê±Íмܼ°

35、;ѹ±ß¼´ÎªÒ»¸öʵÌå¿ò¼Ü½ö¸øÓèÍмÜÑØZ軸而工具頭約束其所有轉動自由度212.3.6 工具頭運動軌跡加載由于工具頭的運動軌跡多為空間曲線,用ANSYS直接模擬這樣的空間曲線運動還比較困難,目前采用的方法是用若干較小的直線段對曲線進行分段逼近這樣即可完成

36、對工具頭運動軌跡的模擬去了工具頭進入及離開安全面的動作以及進退刀動作省圖2-9 模擬方盒件成形的工具頭軌跡圖2-10 成形方盒件時的工具頭的位移載荷曲線22圖2-10所示為成形方盒件時在工具頭運動速度控制方面對于較復雜零件的成形模擬 目前采用在UG軟件中建立所需成形零件的底支撐模型2.4 求解過程控制在求解過程控制中度及求解成功與否間消耗程序默認的求解最小時間步長一般在107÷ ®¬÷® © ±®©®解的精造成不必要的時 ®° µ.23果數據文件詳盡論述了前處理中的

37、關鍵步驟定義進行了深入說明24等接觸同時對所涉及的相關理論3 成形過程的數值模擬 在板料單點漸進成形過程中應變的分部也極其復雜以期探索成形的有關規(guī)律這里所模擬成形的方盒件相關參數見表3-1層 距mm mm/s¼ÓÉÏÆ俪·ÅµÄ½á¹¹ÌåϵLS-POST為LSTC公司自己開發(fā)的專用后處理器等值顯示等板厚變化的板料中應力分部較為復雜很難對零件在成形過程中的每一層狀況如應力3.1.1 層距為1

38、mm時的應力分布 這里采用對帶頂部圓角的方盒件成形過程的數值模擬來說明應力分部特點 25方盒件成形中工具頭的軌跡如圖3-1所示其中在A點處沿每層A-B-C-D邊的位移為橫坐標分別表示工具頭運動到第一135.79MpaÓÃ0.25mm的層距在板料單點漸進成形過程中進退刀處26第四及第五層ʵ¼Ê¼Ó¹¤Öжà²É在方盒件成形每層的拐角處即圖中的AD點處附近的應力值均有所下降板料在這里相當于是被底支撐的整條邊約束且該位置離壓邊框約束較近同

39、時離壓邊框約束也相對較遠特別是在第一層中應力變化極為明顯同時在層與層之間應力變化也有其特點幅度較大Õâ˵Ã÷¸ÃÇøÓòÖеİåÁϱäÐλ¹´¦ÓÚµ¯ÐÔ±äÐν׶Î

40、;ÔÚÕâÀïÌõÇúÏßÖв¿·ÖÏ߶ÎλÓÚÇü·þ¼«ÏÞÓ¦Á¦ÖµÒÔÏÂ這種情況下就會有更多的曲線位于屈服極限應力值以下µÚ

41、;¶þ 根據上面的特點圖3-3 板料最大應力分布簡圖27圖3-4 板料應力分布云圖3.1.2 層距對應力分布的影響 為了更好的說明層距對板料上應力分布的影響建立板料最大應力分布曲線圖3-5ÇÒ×Ý25µÚ¶þµÚÎå¼°µÚÁù²ã²ã¾à0.5mm28由上圖可看出ÏÔ4Çé¿ö

42、¼ÓÒÔ·ÖÎö °åÁÏÉϵÄÓ¦Á¦±ä»¯½ÏΪÃ÷°åÁÏÉϵÄÓ¦Á¦±ä»¯Ç÷ÓÚ

43、;ƽ»ºÒò´ËÓбØÒª¶Ô¹¤¾ßÍ·½øÍ˵㸽½üÇøÓòµÄËÜÐÔÓ¦±ä²¢ÒÔ

44、;³ÉÐÎʱ¼äΪºá×ø±ê29圖3-7單元塑性應變曲線圖工具頭進退點附近È¡À빤¾ßÍ·½øÍ˵ã½ÏÔ¶µÄ·½ºÐ¼þ½Ç

45、µã´¦¸½½üµÄµ¥Ôªb30(s)圖3-9 單元塑性應變曲線圖¹¤¾ßÍ·½øÍ˶¯×÷¶Ô°åÁÏÉϵÄËÜÐÔÓ¦±ä

46、3;Ö²¼ÓнϴóÓ°Ïì¶øÔÚ½ÏÔ¶µÄ½Çµã´¦¸½½ü3.3 對成形工藝方案的相關改進基于上面對板料漸進成形過程中板料上的應力ÕâÖÖ²»¾ùÔÈ

47、8;Ô¶ÔÓÚ³ÉÐÎÖîÈç·½ºÐ¼þÀàÓÐÃ÷ÏÔµÄÀâ±ß¹Ì¶ÔÁã¼þµÄÍâÐβ»

48、7;á²úÉúÃ÷ÏÔµÄÓ°ÏìÑÏÖØÓ°ÏìÁ˳ÉÐÎÁã¼þµÄ¾«¶ÈÆ«Í·Õâ31主要是由于工具頭在每個加工層內的進退動作造成了板料上

49、應力內很難通過工藝上的改進使得應力從而避免偏頭現象的發(fā)生 在單個加工層面應變達到分布均勻偏頭現象32ÔÚ¹¤¾ßÍ·±ä»¯½ÏΪ¾çÁÒÈçͼ½øÍ˵㸽½üµÄÇøÓò3-63Ê

50、¹°åÁϾ¡¿ì²úÉúËÜÐÔ±äÐÎÓ¦²ÉÓýÏСµÄ²ã¾à3.4 本章小結本章節(jié)主要通過數值模擬方法分析了采用普通底支撐形式進行板料單點漸進成形過程中板料上的應力進退刀動作以及板料的約束方式對成形過程中應力工具頭的

51、最后根據上述分析提出了成形工藝的相關改進方法334 點支撐成形數值模擬對于形狀不是十分復雜的零件成形點支撐具有如下一些優(yōu)點如果點距設得過大則在加工過程中零件會在相鄰兩點間出現塌陷無法成形對于采用單個支撐點加工較小尺寸具有規(guī)則外形的零件時還需要確定單個支撐點在多大的尺寸范圍內可對成形板料起到與普通底支撐模型相同的支撐作用為方便對比點支撐的采用與工具頭相同的外形及尺寸和80mm344.1 不同支撐間距下數值模擬及分析4.1.1 支撐點距為140mm圖5-2 加工到第7層時板料的塑性應變圖4-2顯示的是采用140mm的支撐間距加工到第七層時板料上的塑性應變每個支撐點的作用都相當于一個單點支撐最初的若

52、干層加工中板料的塑性變形僅發(fā)生在點支撐附近的局部范圍內其中在工具頭進退刀點附近板料所發(fā)生的塑性變形最大隨著加工層數的增加35在為了更進一步說明線如圖5-4所示通過LS-POST繪出上述單元的塑性應變時間歷程曲在140mm的點間距下離工具頭進退點越近的點支撐附近所發(fā)生的塑性應變越大生塑性變形一支撐間距下是無法成形出最終的零件的點附近幾乎沒有發(fā)由此可看出在這 36當支撐點間的距離減小為100mm時同樣建立單元應變曲線圖如圖4-6所示14643圖4-6 單元塑性應變曲線所選單元處的應變值隨加工層數的逐步增加呈臺階式上升這種情況下是難以成形最終的零件或是所成形出來的零件精度太差A D對于直邊處的情形也

53、是如此層距1mmµ±Ö§³Å¼ä¾à¼õÖÁ80mm時37值之間相差不大并基本保持恒定間的差值隨著加工層數的增加明顯增大各點處的塑性應變之圖4-7 加工到第4層時板料的塑性應變s圖4-8單元塑性應變曲線 38為了更好的對比說明所取單元的相對位置A832371D(s)ÆÕͨµ×Ö§³ÅÁíÍâÒ²&

54、#191;É¿´³öÓë²ÉÓÃÆÕͨµ×Ö§³ÅÐÎʽËù²»Í¬µÄÊDzÉÓõãÖ§³ÅÐÎʽ&

55、#202;±¶øÔÚÖ±±ß´¦¶Ô°åÁϵÄÔ¼Êø½ÏÈõÔì³É394.2 不同層距的數值模擬及分析為了說明在點支撐形式下不同層距對板料中塑性應變的影響在點支撐附近板料上塑性應變的分布進行對比分析圖4-13所示402圖4-13 層距為0.5mm時的塑性應變由對比可以看出當加工層距較

56、大時板料上相鄰點之間的塑性應變的大小變化較為劇烈4-12中的曲線ACFG與曲線DËù²úÉúµÄËÜÐÔÓ¦±ä½ÏСÔì³ÉµÄ其中圖Ϊ½øÒ»²½Ñо¿¹¤¾ßÍ

57、;·µÄ½øÍ˵¶¶¯×÷¶Ô°åÁÏÉÏËÜÐÔÓ¦±ä·Ö²¼µÄÓ°Ïì圖4-14 所取分析單元示意圖所取分析單元的塑性應變見圖4-1541S圖4-15 離進退刀點較遠的支撐點附近的塑性應變成形區(qū)附近與

58、成形區(qū)非均勻分布的一個重要因素12¶ÔµãÖ§³Å·½°¸¸üÓ¦µ±²ÉÓýÏСµÄ²ã¾à的塑性應變大小差值基本保持平緩增長的態(tài)勢½øÐмӹ¤與采用普通底支撐形式一樣同時也是造成單層應力以

59、提高成形質量分別討論了在不同的支撐間距下點及規(guī)律同時還通過有關模擬說明了不同的層距以及工具頭進退刀動作對板料成形的影響板料成形時塑性應變的分布特 425 總結與展望金屬板料數字化漸進成形技術是二十世紀九十年代中期剛剛興起的一種先進的制造技術具有廣闊的應用前景通過建立相關模型對整個漸進成形工藝過程進行了模擬分析更好地運用該成形技術奠定了基礎金屬板料無模漸進成形引入使用專用的成形工具頭沿規(guī)劃好的運動軌跡實現了金屬板料的柔性加工它涉及到塑性力學計算機軟件技術也沒有系統(tǒng)的理論體系支持低試驗費用本論文的主要工作正是緊緊圍繞這一主題展開¶ÔÆäÖÐ

60、;µÄ¹Ø¼ü²½Öè¶Ô¹¤¾ßÍ·Ê©¼Ó¿Õ¼äÇúÏßÔ˶¯Ôغɲ¢¶ÔÓ°Ïì³ÉÐÎ

61、;µÄһЩ¹Ø¼üÒòËØ降²¢½áºÏÔÚʵ¼ÊÊÔÑ鹤×÷ÖÐËù³öÏÖµÄÒ»43些現象提出了相關的工藝改進方案應變分布的

62、影響等進行了詳盡論述5.2 研究展望 金屬板料數字化漸進成形技術是一種全新的金屬板料成形方法在未來的研究中Çó½âºÍ½âÊͽá¹ûÌرðÊÇÓÉÓÚ°åÁϽ¥½ø³ÉÐÎΪ¶à¹&

63、#164;²½³ÉÐιý³ÌÄ¿Ç°ÒÑ¿ª·¢³öµÄÈí¼þ¿ÉÒÔ´Ó²ÎÊýÄ£ÐÍÖÐÌáÈ¡Ë&

64、#249;ÐèÌØÕ÷µã¹¹½¨¹¤¾ßÍ·µÄÔ˶¯¹ì¼£運用ANSYS參數設計語言Òò´ËÐè¶ÔÖî¶àÓ°ÏìÄ£Ä

65、âʱ¼äµÄÒòËØÈç×îСʱ¼ä²½ÖØÆô¶¯ÐÅÏ¢µÈ·½Ãæ×÷½øÒ»²½µÄÑ

66、о¿3¹æ»®½¨Ä£½øÒ»²½ºÏÀí¼ò»¯Ä£ÐÍÒÔ¼°¸ÄдÇó½âʱµÄ44證限理論體系 45然而在板料漸進成形領域相關的具體試驗

67、數據采集還十分有逐步建立完善的致 謝 本論文是在導師黃樹槐學術思想敏捷不斷開拓的科學作風些均將激勵作者奮發(fā)向上不至的關心過三年的學習和工作總攬全局這兩位導師在生活和學習上給予了無微研究上對作者要求嚴格經無不浸透著導師的心血并送去學生最美好的祝愿同時得到了王莉使我能夠順利的完成課題使我受益匪淺和他們結成的友誼將是我人生中一筆寶貴的財富是他們無私的奉獻和巨大的犧牲才使我走完了漫長的求學之路祝愿快速制造中心的事業(yè)蒸蒸日上李迎浩2005年4月1日 46參考文獻1 田中繁一等.塑性工具少數回押込，：，：th ICTP, 1999, 2: 1483-1488 ，14 松原茂夫.板材日本塑性加工學會, 19

68、95: 209-21015 松原茂夫. 成形. 平成7年度塑性加工春季講演會論文集. 數值制御逐次成形法.471998, 36(10): 109-11516 Sawada T. Deformation analysis for stretch forming of sheet metal with CNC machinetools. In: Advanced Technology of Plasticity. Proceedings of the 6th ICTP. Nuremberg: Advanced Technology of Plasticity, 1999, 11: 1501-150

69、417 J. O. Hallquist, DYNA2D An explicit element and finite different code foraxisymmteric and plate strain calculation, University of California, LawerenceLivemore National Lab. Rept4826 李明哲, 蔡中義. 多點成形金屬板材柔性成形新技術. 金屬成形工藝, 2002, 6: 5-827 李明哲, 蔡中義. 金屬板材多點柔性成形理論與應用. 應用科學學報, 2002, 6:202-20528 李明忠等. 板材多點

70、成形過程現象數值模擬研究. 中國機械工程, 1998(10)29 Karafillis A P, Boyce M C. Tooling design in sheet metal forming using springbackcalculations. Int. J. Mech. Sci. , 1992, 34 (2): 113-13130 王和成, 劉克璋. 旋壓技術. 機械工業(yè)出版社, 1986: 462-46431 莫健華, 葉春生, 黃樹槐. 金屬板料數控無模成形及快速制模. 電加工與模具,2002(1): 15-1832 莫健華, 劉杰, 黃樹槐. 汽車大型覆蓋件的數字化漸進成形技

71、術. 塑性工程學報,2001, 8(2): 14-1633 梁炳文, 胡世光. 板料成形塑性理論. 北京: 機械工業(yè)出版社, 1987: 30-3334 John O. Hallquist. LS-DYNA THEORETICAL MANUAL, May 1998: 6, 1-6, 1235 葉先磊, 史亞杰. ANSYS工程分析軟件應用實例. 清華大學出版社, 2003: 3436 ANSYS Technical Overview, 537 ANSYS建模與分網分析指南. ANSYS, INC 200038 葉先磊, 史亞杰. ANSYS工程分析軟件應用實例. 清華大學出版社, 2003:

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