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管材弯曲回弹及弯管机控制系统的研究

潘昌平  
【摘要】: 管材由于能够精确、高效、低耗地制造轻量化、强韧化弯管零件而得以在航空、航天以及汽车领域获得广泛应用。然而管材的成形质量取决于成形后的回弹量。回弹是管材弯曲卸载后必然发生的现象,回弹现象的存在严重影响了管材生产的精度和效率,当回弹量超过零件的允许误差后就成为成形缺陷。回弹问题不仅是工业生产中的一个实际问题,也是学术界长期关注的热点。本文对薄壁管件的弯曲回弹进行了详细的分析,并就回弹控制以及弯管机的控制系统进行了研究,主要的研究内容如下: (1)研究薄壁管件的弯曲成形机理,建立符合实际的弹塑性有限元模拟模型。本文通过对薄壁管件在弯曲条件下的应力应变进行分析,推出了回弹量的近似计算公式,并指出了影响弯曲回弹的主要因素。 (2)研究对薄壁管弯曲回弹的控制。详细论述了弯曲回弹控制的方法,指出薄壁管弯曲回弹控制方案的设计应本着理论分析与工程实际相结合的原则,所以较优的回弹控制方案应是数值模拟结果与实际生产中的弯曲回弹结果相结合,最终达到控制回弹的目的。 (3)阐述了弯管机的功能和特点,就自主开发的数控弯管机的工作原理进行了详细的分析和说明,详细阐述了数控弯管机控制系统硬件结构的组成以及各硬件设备的选择。其中弯管机的控制系统是基于工业PC和Windows XP平台建立起来的实时可行的控制系统。基于已获得的薄壁管弯曲回弹规律,采用VB6.0开发具有回弹补偿功能的弯管机控制系统,从而为薄壁管弯曲回弹的补偿提供了一条可行的途径。


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