航空、航天、船舶等行業(yè)板材零件具有批量少、品種多的特點,適合采用多點模具成形技術進行生產(chǎn)。為解決傳統(tǒng)多點模具成形存在的回彈大和易起皺難題,本文提出了力-位移可調多點模具成形新工藝。核心思想是將力和位移分別控制,使板材各區(qū)域始終在法向約束下發(fā)生變形,實現(xiàn)曲面件精密成形。本文以圓柱面件和馬鞍面件為研究對象,通過理論分析、數(shù)值模擬和實驗研究,闡明不同力和位移加載條件下的變形規(guī)律和回彈規(guī)律,揭示全區(qū)域法向約束條件下起皺和回彈抑制機制,為曲面件力-位移可調多點模具成形提供理論指導和技術支持。通過力-位移可調多點模具成形過程力學分析,闡明了不同成形階段各區(qū)域板材應力狀態(tài),分別給出了法向約束力上限值和下限值。上限值與壓頭和板材之間摩擦系數(shù)成反比,高于上限時出現(xiàn)減薄、開裂缺陷;下限值與板材厚度成正比,低于下限時出現(xiàn)欠成形缺陷;推導了板材在法向約束條件下的彎矩計算公式,揭示了全區(qū)域法向約束對減小回彈的作用機制。板材截面受面內切向拉應力作用,使板材拉應力區(qū)增加、壓應力區(qū)減小,中性層向內移動,導致彈復彎矩減小,進而減小了板材回彈量;獲得了雙向彎曲作用下的板材變形規(guī)律。雙向彎曲使板材反復受拉應力和壓應力作用,能...

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 多點模具沖壓成形進展
        1.2.1 多點模具沖壓成形應用進展
        1.2.2 多點模具沖壓成形回彈進展
        1.2.3 多點模具沖壓成形起皺進展
    1.3 多點模具數(shù)控拉形進展
    1.4 特種多點成形現(xiàn)狀
        1.4.1 多點三明治成形
        1.4.2 多點流體成形
        1.4.3 多點柔性壓頭成形
        1.4.4 多點增量成形
    1.5 課題研究意義和主要內容
第2章 力-位移可調多點模具成形力學解析
    2.1 引言
    2.2 力-位移可調多點模具成形原理
    2.3 力-位移可調板材多點模具成形分區(qū)與應力狀態(tài)
    2.4 法向約束力極值分析
        2.4.1 法向約束力下限
        2.4.2 法向約束力上限
    2.5 力-位移可調板材多點模具成形回彈分析
        2.5.1 傳統(tǒng)多點模具成形彎矩
        2.5.2 力-位移可調多點模具成形彎矩
        2.5.3 雙向彎曲對回彈的影響
        2.5.4 回彈補償分析
    2.6 力-位移可調板材多點模具成形臨界起皺應力
    2.7 本章小結
第3章 力-位移可調多點模具成形數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 數(shù)值模擬難點與參數(shù)化建模
        3.2.1 數(shù)值模擬難點
        3.2.2 數(shù)值模型建立
        3.2.3 參數(shù)化建模
    3.3 圓柱面件力-位移可調多點模具成形數(shù)值模擬
        3.3.1 力-位移可調多點模具成形過程應力狀態(tài)
        3.3.2 不同約束力條件下板材變形特征
        3.3.3 不同位移加載方式下應力應變狀態(tài)
        3.3.4 不同壓頭排布條件下應力應變狀態(tài)
    3.4 馬鞍面件力-位移可調多點模具成形數(shù)值模擬
        3.4.1 力-位移可調多點模具成形過程應力應變狀態(tài)
        3.4.2 不同壓頭排布條件下應力應變狀態(tài)
    3.5 本章小結
第4章 圓柱面件力-位移可調多點模具成形實驗研究
    4.1 引言
    4.2 試件形狀與材料
        4.2.1 試件形狀
        4.2.2 實驗材料
        4.2.3 型面與壁厚測試方法
    4.3 力-位移可調多點模具成形裝置的研制
    4.4 圓柱面件力-位移可調多點模具成形規(guī)律
        4.4.1 研究方案
        4.4.2 不同成形方式下回彈和壁厚分布規(guī)律
        4.4.3 不同約束力條件下缺陷與約束力區(qū)間
        4.4.4 不同位移加載方式下缺陷與壁厚分布規(guī)律
    4.5 不同板材參數(shù)對圓柱面件回彈影響
        4.5.1 研究方案
        4.5.2 板材性能影響規(guī)律
        4.5.3 坯料厚度影響規(guī)律
        4.5.4 曲率半徑影響規(guī)律
    4.6 回彈補償對圓柱面件成形精度影響
    4.7 本章小結
第5章 馬鞍面件力-位移可調多點模具成形實驗研究
    5.1 引言
    5.2 試件形狀
    5.3 不同加載方式下馬鞍面件變形規(guī)律
        5.3.1 研究方案
        5.3.2 力-位移可調多點模具成形對起皺的抑制
        5.3.3 不同約束力對折痕影響
        5.3.4 不同壓頭排布對折痕影響
    5.4 不同坯料厚度對折痕影響
    5.5 本章小結
結論
創(chuàng)新點
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：4030318