帆面力—位移分控多点成形回弹的数值模拟及实验研究

摘要

多点成形技术以其成形曲面可重构这一优势,已经运用到了社会生产的很多方面。目前,多点成形在圆柱面、球面和马鞍面方面已经做了大量研究,并且得出了相应的成形规律。通过分析这三种成形面的特点,可以认为这三者都是双曲率帆面的特例。鉴于这样的实际情况,本文以更具有普遍性的帆面为研究对象,采用力-位移分控多点成形方式,利用ANSYS进行了数值模拟研究,得到了板厚、成形力、曲率半径以及参数a在两个不同曲率方向上对回弹量的不同影响。
　　研究结果表明:帆面成形后的回弹在两个帆形上相互影响。其中在大曲率半径方向上的回弹起主导作用,并影响着小曲率半径方向上的回弹量。在大曲率半径方向上，板厚越大,成形力越大,曲率半径越小,回弹量越小;在小曲率半径方向上，板厚越小,成形力越大,回弹量越小,但半径对该方向上的回弹影响不大;在两个方向上，回弹量都随着帆面参数 a增大先增大后减小。采用几何补偿法对帆面的回弹进行补偿,利用力-位移分控数值模拟平台进行模拟,通过比较分析每次校正后的成形帆面质量,得到基本体位移量的最优值,并通过拟合最优值和理论值,得到影响拟合直线斜率和截距的因素。
　　将力-位移分控多点成形和多点模具成形进行比较,证实了力-位移分控多点成形方式优于多点模具成形方式。通过力-位移分控多点成形实验验证了该成形方式通过改进基本体头的形状,已经对压痕缺陷有了很好的控制,并对模具的改进提供了方向。

目录

帆面力-位移分控多点成形回弹的数值模拟及实验研究

NUMERICAL SIMULATION AND EXPERIMENTAL STUDY ON THE MULTI-POINT FORMING OF SAIL SURFACES UNDER FORCE-DISPLACEMENT SEPARATED CONTROL

摘 要

Abstract

目录

第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 目前多点成形的运用

1.3 多点成形技术简介

1.4 回弹的研究

1.5 多点成形设备的发展

1.6 课题研究意义

1.7 主要研究内容

第2章 力-位移分控有限元模型的建立

2.1 概述

2.2 曲面的造型

2.3 算法的选择

2.4 单元类型的选择

2.5 基本体和板材参数的设置

2.6 载荷约束条件

2.7 回弹卸载过程

2.8 本章小结

第3章 力-位移分控的回弹数值模拟及结果分析

3.1 概述

3.2 回弹理论

3.3 回弹的表示方法

3.4 多点模具成形和力-位移分控多点成形的比较

3.5 曲率半径r对回弹的影响

3.6 帆面参数a对回弹量的影响

3.7 成形力F对回弹的影响

3.8 板材厚度t对回弹的影响

3.9 本章小结

第4章 力-位移分控多点成形的回弹校正

4.1 概述

4.2 力-位移分控的校正原理

4.3 回弹校正的数值模拟过程

4.4 回弹校正结果分析

4.5 校正数据的整理与分析

4.6 本章小结

第5章 力-位移分控多点成形实验

5.1 概述

5.2 实验设备及材料的准备

5.3 实验方法

5.4 实验数据分析

5.5 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致 谢