复杂模锻全过程锻压变形力建模及其验证

摘要

随着现代航天、航空技术的发展，新一代航空模锻件向着“大型化、整体化、精密化”的趋势发展，这给锻造技术提出了新的挑战。等温模锻工艺是实现大型复杂整体构件精密成形成性的有效手段，它要求大型模锻装备必须具备精确的速度与位置控制。而作为被控对象的大型模锻件成形过程是一个连续的、多变的非线性流变过程，导致强非线性的锻压变形力，该变形力严重影响模锻装备的控制精度。为此，本文围绕复杂模锻全过程锻压变形力建模展开研究，力求获得精准的锻压变形力模型，为高精度的控制提供基础。本论文的主要研究内容如下:
　　1)提出了过程/形状分解的建模方法，建立复杂模锻全过程锻压变形力模型。该方法首先根据变形特征将复杂锻造过程分解为多个子阶段，同时又将各个子阶段的复杂锻件形状分解为多个易于建模的锻件基本单元，采用主应力法分别建立其模型结构。以相邻子阶段之间和相邻锻件基本单元之间的连续性条件为依据，集成模锻全过程变形力模型结构。针对模锻全过程模型结构中的未知参数，借助压机实时运行数据，采用参数在线辨识的方法，实现了模锻全过程锻压变形力建模，为复杂模锻过程的高精度控制提供基础。
　　2)建立了回转体锻件锻压全过程变形力模型并进行了仿真验证。应用提出的过程/形状分解的建模方法，建立了简单回转体锻件与复杂回转体锻件开式模锻全过程的锻压变形力模型，并应用DEFORM软件对该模型进行了仿真验证，结果表明:所建立的模型与仿真数据基本吻合，验证了提出的过程/形状分解的建模方法能有效的建立回转体锻件的锻压全过程变形力模型。
　　3)建立了复杂锻件锻压全过程变形力模型并进行了仿真与实验验证。首先，应用提出的建模方法建立了复杂截面长坯料锻件锻压全过程变形力模型，仿真结果表明:所建模型与仿真数据基本吻合。其次，以课题组航空接头锻件实验为对象，对提出的建模方法进行了实验验证，验证结果表明:航空接头锻件变形力模型与实验数据基本吻合。因此，仿真与实验均验证了提出的过程/形状分解的建模方法的正确性与有效性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 复杂模锻过程介绍

1．3 锻压变形力建模方法概述

1．4 课题针对的问题和研究内容

1．4．1 课题针对的问题

1．4．2 本文的研究内容

2 复杂模锻全过程锻压变形力建模方法

2．1 过程／形状分解的建模方法

2．2 过程／形状分解的建模方法具体建模过程

2．2．1 子阶段划分

2．2．2 子阶段建模

2．2．3 参数在线辨识

2．3 过程／形状分解的建模方法特点

2．4 本章小结

3 回转体锻件锻压全过程变形力建模及验证

3．1 简单回转体锻件锻压全过程变形力建模和仿真验证

3．1．1 子阶段划分

3．1．2 子阶段建模

3．1．3 连续性条件和锻压全过程变形力模型结构

3．1．4 仿真验证

3．2 复杂回转体锻件锻压全过程变形力建模和仿真验证

3．2．1 子阶段划分

3．2．2 子阶段建模

3．2．3 连续性条件和锻压全过程变形力模型结构

3．2．4 仿真验证

3．3 本章小结

4 复杂锻件锻压全过程变形力建模及验证

4．1 复杂截面长坯料锻件锻压全过程变形力建模和仿真验证

4．1．1 子阶段划分

4．1．2 子阶段建模

4．1．3 连续性条件和锻压全过程变形力模型结构

4．1．4 仿真验证

4．2 航空接头锻件锻压全过程变形力模型实验验证

4．2．1 实验介绍

4．2．2 实验验证

4．3 本章小结

5 结论与展望

5．1 全文总结

5．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要研究成果

致谢