模环旋压成形过程的数值模拟与工艺优化

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1、大连理工大学顼士学位论文摘要筒形件强力旋压塑性成形方法被广泛地应用予卫星、导弹、航空、军械等工业部门。箭形{牛是应用于航空、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，所以追切需要了解和掌握筒形件强力模环旋匿成形机理及规律，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

2、模型，并分析了模环旋压成形机理发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孛的几何建模、鼹格划分、边界条俸和载衙的定义进行了分析，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、增曩方程、弹塑性本梅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蘸力的影响。计算分析了旋压变形时的应力分布，并

3、对旋压加王中的隆起现象进行了分橱，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％-一30％，旋轮圆角半径为4．5mm～6．Omm，牵引速度为0．4mm／s．-4)．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。关键词：篱形件；模环菔压；有限元；计算机仿真模环旋压成形过程的数值模拟与工艺优化FEAnalysesonProce

4、ssofMouldRingPowerSpinningandOptimizationofTechniquesAbstractInthispaperFEMsimulationmodelwasfoundedaccordingtothecharacterofthedieandmouldringpowerspinningformationprocess．nleprocesshadbeenanalyzedbasedonathree—dimensionalelastic—plasticfiniteelementmod

5、el．11leeffectsofprocessparametersanddeformingtheoryareinvestigated．nlecontentoftheprojectandmainresultsareasfollows：Tubepowerspinningisacomplexplasticvolumeformingmethodwidelyusedtoproducepartsinsatellite，missile，aviationetc．Cylinderareakindofveryimporta

6、ntparts，widelyusedinaerospaceandmilitaryindustry，etc．111espinningprocessparametersthatwereusedneedtobedeterminedthroughprocesstestsandexperienceofengineers．Peoplespendmuchtimeonstudyingthetheoryintubepowerspinning．Researchonthedeformationmechanismanddefo

7、rmationlawsoftubepowerspinning．Dieandmouldringpowerspinningisakeyproblemurgentlytobesolvedfortheresearchanddevelopmentoftubepowerspinning．Thegeometrymodelbuilding，meshing，refining，boundaryconditionandapplyingloadareanalyzed．Compatiblemethodsareappliedtot

8、hepowerspinning．TheElastic—plasticfmiteelementtheoryinterrelatedtospinningprocessisexplained，includingvirtualworkequation,incrementequation，Elastic-plasticconstitutiveequation，equationoffiniteelementsolution．乃砖stressandstr