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复杂曲面、薄壁件精密旋压成形技术研究

陈辉

  现代旋压技术是一项先进的塑性成型工艺,已广泛应用于航天及军事工业,成为制造小批量回转薄壳体的重要成型方式。目前,国内外在以上方面的研究成果主要给出了实验数据和经验总结。但由于旋压的影响因素很多,工艺非常灵活,仅参考实验数据和依靠经验难以提高成型质量和加工效率。因此,很有必要从旋压连续的局部塑性变形状态入手,采用计算机数值模拟、理论分析与实践研究相结合的研究方法,研究并系统认识多道次旋压变形规律,寻求符合实际的工程化的变形力学模型,使实际的多道次旋压成型过程建立在对变形规律与旋轮运动轨迹定量描述和分析基础上,确定出合理的旋轮运动轨迹,为旋压工艺制定提供工程实用的科学依据。本课题主要针对LY12材料的带曲母线筒型件进行精密旋压成形技术研究,采用数值模拟分析与工艺试验相结合的方法,对材料的可旋性,旋压成型时的塑性变形机理进行分析,寻求工艺参数等对旋压成形精度的影响规律,进行工艺参数、工艺方案的优化设计。根据对缩径旋压变形特点的分析,采用四节点轴对称单元对板料划分网格,同时也使用了一些有效的加载和处理边界条件的方法,从实际出发建立力学模型对缩径旋压进行弹塑性有限元模拟,并从有限元分析过程中得到应力和应变的分布情况。本文还对不同温度下的变形情况进行了比较。结果表明:a) 与模拟结果一致,在常温时进行旋压,毛坯硬化程度、抗力大小都明显增大,而且模拟过程中,常温加工的等效应力值比较接近甚至超过材料发生破坏的临界值,容易产生缺陷及发生断裂现象,实验也表明在此温度下得到的旋压件具有“鱼鳞化”起皱、“桔皮”、“开裂”等缺陷,故不宜采用冷旋进行加工。b) 在300℃左右进行旋压,毛坯塑性提高,强度下降,从模拟结果中也可以看出,加工过程中的等效应力比常温加工时下降1.6倍左右,在实验过程中也发现,在300℃时的成型性能明显好于常温时的成型性能;但过高的温度会影响材料强度和塑性的最佳结合,直接影响到旋压成型,在曲母线成形段产生扭曲,偏移工作轴心线,出现表面金属层粘连,压挤起包等现象,不具备良好的旋压性能 C)在缩径旋压成型实验的基础上,对旋压工艺条件进行选择和优化,应用这些实验得到的工艺参数,可以加工出尺寸精度高、外形复杂的曲面薄壁件。关键词:缩径旋压弹塑性有限元工艺参数薄壁复杂曲面……   
[关键词]:缩径旋压;弹塑性有限元;工艺参数;薄壁复杂曲面
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:四川大学2004年