金属板材数控单点渐进成形回弹及数值模拟的研究

《金属板材数控单点渐进成形回弹及数值模拟的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、华中科技大学硕士学位论文摘要金属板材单点渐进成形是一种数字化的柔性成形技术，与传统的冲压成形技术相比，不需要设计、制造专用模具。该技术引入“分层制造”的思想，用计算机控制一个压头，以走等高线、渐进成形的方式沿工件断面轮廓加工三维曲面，可以加工形状复杂的板壳类工件。这种方法尤其适合汽车覆盖件、飞机蒙皮、洁具等小批量、多品种的新产品开发，可以大大缩短产品开发周期、降低开发成本和新产品开发的风险。单点渐进成形存在着回弹变形问题。由于回弹的存在，工件的形状尺寸与模型的形状尺寸不能完全符合，工件的形状和尺寸将达不到所需要的精度。这种渐进成形的回弹不同于传统冲压成形的回弹。当压头走完一层的等高线轨迹，使

2、当前层板材成形后，压头抬起，作用在板材上的成形力突然消失，在内部应力的作用下板材发生回弹，接着下一层的成形也出现同样的情况。因此，工件的最后形状是其整个成形和回弹历史的累积效应。作者通过比较不同成形角度下试件回弹量的大小的实验，可以看出，随成形角度的增大，试件轮廓与目标形状的偏差量逐步减小，逐渐趋向于目标尺寸，即成形角度越大，整体回弹量越小。实验还表明，变形区主要在压头压过的区域段。板材在压头作用下发生塑性变形，未与压头接触部分则发生弹性变形。当压头抬起即载荷卸除后，塑性变形部分保留下来，而弹性变形部分则恢复，这样，成形件的形状和尺寸都将发生与加载过程中变形方向相反的变化，这就是板材产生弹性

3、回复的原因。’作者采用静力隐式算法，利用ANSYS通用有限元分析软件，按轴对称简化原则完成圆锥件单点渐进成形过程的数值模拟，研究单点渐进成形地机理，分析不同工艺参数下板材的应力、应变分布，结果表明，不同的工艺参数对板材单点渐进成形的影响不同，合理地选择工艺参数是板材单点渐进成形顺利完成的关键，并为进一步解决回弹问题提供可靠的依据。关键词；板材成形渐进成形成形回弹数值模拟华中科技大学硕士学位论文AbstractSheetmetalsingle-pointincrementalformingisadieleasnumericalcontrolflexibleformingprocessbased

4、ontheprincipleof“layeredmanufacturing”，whichdoesnotneeddedicateddiesandcanproducecomplicatedsheetparts．Thistechnologyisespeciallysuitedtodevelopsmallbatch,diverseproducts，suchascivilorautomobilepanels，whichcangreatlyshortenthecycleofproductdevelopment，reducedevalopmemcostandrisk．Thereisaproblemofsp

5、ringbackduringthesheetmetalincrementalforming，whatchangestheshapeofsheetpart，degradesthedimensionaccuracyandresultinformingdefect．Inordertoobtainthedesiredshape，itisnecessarytocompensatetheshape．Soanaccuratequantitativepmdicfionofspringbackisveryimportantanddifficultduetothecomplexdeformation．Thede

6、formationsoccuronpartialsheetcontactedbytheformingtoolandcanbeseparatedtwoportionsofelastic时andplasticity．Comparing、dmtheexperimentalresultsofdifferentangleofforming,alowofspringbackisfound,thattheformingangleisbigger,andthereboundissmaller,Thereasonofspringbackisalsorevealed,thatistheprocessofrele

7、asingtheelasticenergy．Thefinishedshapeofpartsisanaccumulativeeffectofprocessingofdeformationandspringbaek．Applyingimplicitfinitemethod，theformingprocesssimulationoftaperpartsisCarriedoutinANSYSFEMsoftware．B