收藏本站
《西北工业大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

无模约束自由变形规律与管轴压精密成形过程的研究

孙志超  
【摘要】: 管轴压精密成形,可以利用简单模具成形制造其他方法难以获得的复杂形状零件,能够发展成为一种集省能、柔性、高效、精密于一体的先进塑性加工技术。无模约束自由变形规律、与之相关的失稳起皱、开裂以及成形参数的确定与优化是管轴压精密成形这一先进塑性加工过程研究和发展中迫切需要解决的关键问题。为此,本文着重采用计算机数值模拟,并和理论解析与试验研究相结合,通过系统深入的研究,取得了如下主要新进展: (1)深入研究了管轴压成形过程,建立了面向圆角模和锥形模管轴压精密成形过程的有限元模型,对刚塑性有限元模拟中所涉及到的关键技术问题提出了处理方法;自主开发了成形过程模拟并可预测失稳起皱和开裂的管轴压精密成形刚塑性有限元数值模拟系统TACF(Tube Axial Compressive Forming)。实验验证表明该系统可靠,为系统深入研究这一过程提供了一种先进手段。 (2)深入研究了圆角模和锥形模管轴压成形过程,揭示了变形模式转换及无模约束自由变形的机理,获得了成形参数对无模约束自由变形及管轴压成形的影响规律。结果表明:成形过程中存在着变形模式的转换,而模具参数是其决定性因素;随着模具半锥角的减小或圆角半径的增大以及管坯相对厚度的减小,生成的双层管间隙不断增大,并且模具半锥角越大,变形将越早地进入稳态成形从而生成双层管的直壁部分;材料参数和摩擦条件对双层管间隙的影响较小,而对成形力影响较大。 (3)系统地研究了管轴压成形过程失稳开裂和起皱的机理,采用能量原理建立了起皱和开裂的判断准则;提出了基于失稳准则与有限元数值模拟相结合的成形过程失稳预测方法;揭示了失稳起皱和开裂的影响因素及其影响 西北工业大学博士学位论文 规律。结果表明:管坯相对厚度越大、材料硬化指数越小,管坯越容易发生开 裂或起皱而难以实现稳定成形;对于圆角模管轴压成形存在一个最大模具圆角 半径使不发生失稳开裂,存在一个最大和最小模具圆角半径的区域,使得成形 过程不发生起皱;对于锥形模管轴压成形存在一个最小和最大模具半锥角区间, 使得不发生失稳开裂和起皱。从而为管轴压精密成形过程参数的确定和优化提 供了理论依据。 (4)采用所开发的有限元数值模拟软件,系统研究了管轴压成形的可行性, 获得了稳定成形参数的取值范围;建立了基于回归分析的成形结果与成形参数 之间的关系,在此基础上实现了管轴压成形参数有限元快速确定与优化。对圆 角模管轴压成形的应用表明该方法是可靠实用的,为实现管轴压精密成形工艺 参数的合理选取提供了方法和依据。 本文的研究成果对丰富管塑性成形理论,发展和利用管轴压精密加工技术 具有重要意义,也为先进塑性加工技术的研究与开发提供了新思路。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TG306

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张君;陈浩宇;侯东伟;;水泥净浆、砂浆及混凝土早期收缩与内部湿度发展分析[J];建筑材料学报;2011年03期
2 秦鸿根;高美蓉;庞超明;孙伟;;SAP内养护剂改善膨胀混凝土性能及其机理研究[J];建筑材料学报;2011年03期
3 付宇明;柴璇;李晓惠;韩晓娟;;16Mn钢U形焊接接头残余应力和变形[J];塑性工程学报;2011年04期
4 ;[J];;年期
5 ;[J];;年期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张青青;张卫民;;自由变形技术在气动外形参数化上的应用研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
2 马晓永;吴文华;范召林;;基于NURBS的机翼自由变形方法[A];四川省力学学会2010年学术大会论文集[C];2010年
3 段玉凤;;液体粘滞阻尼器的研究和试验[A];中国公路学会桥梁和结构工程分会2005年全国桥梁学术会议论文集[C];2005年
4 孙钧;;围岩大变形巷道的可缩式长锚索支护[A];盛世岁月——祝贺孙钧院士八秩华诞论文选集[C];2006年
5 赵泽波;秦勤;吴迪平;臧勇;;180t转炉下悬挂系统仿真分析[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集(上)[C];2009年
6 徐焱;苏文元;;超长结构中预应力的应用[A];新世纪预应力技术创新学术交流会论文集[C];2002年
7 彭书林;高大水;;马槽岭滑坡拉锚抗滑桩支挡及新型无粘结锚索应用[A];湖北省三峡库区地质灾害防治工程论文集[C];2005年
8 马晓永;范召林;吴文华;达兴亚;;基于FFD技术的机翼气动外形优化仿真[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
9 龙卫国;李少甫;;直接焊接连接钢管节点静承载力分析[A];第五届空间结构学术交流会论文集[C];1990年
10 侯景鹏;袁勇;;混凝土早期约束变形裂缝的探讨与分析[A];沿海地区混凝土结构耐久性及其设计方法科技论坛与全国第六届混凝土耐久性学术交流会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 吴丹;按预想形状和尺寸让金属自由变形[N];科技日报;2004年
2 中科院计算机所 朱登明;一切都是为了更“传神”[N];计算机世界;2004年
3 山东 王伟光;大红灯笼高高挂[N];中国电脑教育报;2005年
4 马岫;中国电池业将提前规模化与综合化[N];国际商报;2000年
5 孙继光;砖混结构房屋横墙温度斜裂缝分析及其控制方法探讨[N];建筑时报;2004年
6 李隆;自制豆袋 替代脚架[N];中国摄影报;2005年
7 阮银良 任月海 阮金良;浅谈大体积混凝土结构裂缝事宜[N];中华建筑报;2006年
8 浙江 葛小英;CoreIDRAW 10 快速入门之界面篇[N];电脑报;2001年
9 安徽 刘明;Photoshop的使用心得[N];中国电脑教育报;2001年
10 ;如何制作风车字[N];江苏经济报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙志超;无模约束自由变形规律与管轴压精密成形过程的研究[D];西北工业大学;2003年
2 王志国;曲线曲面形状修改和变形关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
3 许秋儿;网格变形技术研究[D];浙江大学;2009年
4 郁佳荣;基于物理的实时人体皮肤变形[D];浙江大学;2007年
5 张新宇;基于网格的三维造型和处理技术研究[D];浙江大学;2004年
6 张湘玉;基于细分的曲线曲面变形技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 谭光华;三维几何模型的形状编辑技术研究[D];浙江大学;2009年
8 许栋;微分网格处理技术[D];浙江大学;2006年
9 高文朋;面向磁共振脑图像的标志点定位方法及其应用的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 高文朋;面向磁共振脑图像的标志点定位方法及其应用的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭建民;统一的精确空间变形技术研究[D];浙江大学;2003年
2 史荧中;形变技术与基于法向量的曲面分割及其在编织CAD系统中的应用[D];南京理工大学;2004年
3 金涛;网格曲面中变形算法的研究[D];浙江大学;2007年
4 陈效奕;基于自由曲面的空间变形方法[D];浙江大学;2006年
5 朱宁;约束优化在自由变形造型技术中的应用研究[D];西北工业大学;2006年
6 张珊珊;基于细分曲面与FFD的CACD关键技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
7 王海涛;基于约束的自由曲面变形技术[D];哈尔滨理工大学;2008年
8 徐静芳;三维散乱数据点的曲面重建及其变形技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
9 朱佳一;基于GPU的四面体网格细分算法与应用[D];浙江大学;2008年
10 尹丹;散乱点云的简化与变形研究[D];湖南师范大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026