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《西安理工大学》 2019年
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金属板件非球面柔性甩打成形研究

童鑫  
【摘要】:大型薄壁件是航空航天工业领域的关键部件,它不仅需要满足飞机整体的装配质量要求,特殊气动外形要求,而且需要很高的承载能力和稳定性要求。对于复杂曲面的薄壁零件成形,喷丸成形工艺具有良好的适应性和优越性。然而,传统喷丸技术因其体积庞大的喷丸装置,难以控制的弹丸速度和复杂的弹丸回收方法等缺点增加了加工的难度和效率。本研究提出了一种金属板件非球面柔性甩打成形技术,试图改善传统喷丸设备加工过程中的问题,有效提高板件成形效率和成形质量。通过弹丸与板件撞击过程中的功能转换关系建立了金属板件柔性甩打运动分析模型、工具头撞击分析模型,采用直接应力法建立了板件整体成形曲率预测模型,为板件的整体变形分析计算提供了理论依据。基于柔性甩打成形原理及特点,应用ABAQUS有限元分析软件建立了代表单元体上单次甩打和多次甩打有限元模型并进行仿真模拟。通过理论分析和仿真模拟相结合的方法,研究了甩打工艺参数对弹坑形貌、应变场、成形力和成形曲率的影响规律,分析金属板件柔性甩打件产生非球面变形的原因,获得了甩打工艺参数对板件变形的影响规律,为金属板件非球面柔性甩打成形的实际应用提供了参考依据。构建实验平台,进行了金属板件非球面柔性甩打成形实验,分析了甩打工艺参数对弹坑形貌尺寸及板件整体变形的影响,测得了成形过程中的板件所受三向成形力、成形件残余应力和板件表面形貌数据,通过与仿真结果和理论分析结果进行对比分析,验证了有限元模拟结果和理论分析结果的准确性。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TG668

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