本文關(guān)鍵詞：多道次輪轂旋壓成形數(shù)值模擬技術(shù)及仿真研究

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【摘要】：旋壓成形技術(shù)是一種通過旋輪邊自轉(zhuǎn)邊擠壓旋轉(zhuǎn)工件使其發(fā)生金屬塑性變形而使其成形為壁厚改變的管狀類零件或者錐形弧形類的空心回轉(zhuǎn)體零件的加工工藝,由于旋壓成形工藝具有對工件的一次成形的特點(diǎn),具有較好的降低材料成本、提高加工生產(chǎn)效率、很好的成形產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。因而旋壓成形技術(shù)正被廣泛的應(yīng)用開來,在汽車制造業(yè)、航空加工業(yè)以及軍用裝備等領(lǐng)域都有很好的發(fā)展。旋壓成形是結(jié)合了擠壓、鍛造、拉深和滾壓等材料成形工藝的技術(shù)特點(diǎn),特征上表現(xiàn)為材料的局部連續(xù)塑性變形。旋壓成形工藝主要分為單道次旋壓成形和多道次旋壓成形工藝,然而,相對于單道次旋壓工藝而言多道次旋壓的成形機(jī)理更為復(fù)雜,其中旋輪進(jìn)給軌跡和工藝參數(shù)在各道次間的相互影響對于多道次旋壓的成形規(guī)律上、成形產(chǎn)品質(zhì)量上和整體成形效率上都有著較大的影響。本文根據(jù)多道次旋壓成形過程的特點(diǎn),以及結(jié)合輪轂旋壓成形的實(shí)際生產(chǎn)狀況,采用非線性功能強(qiáng)大的有限元分析軟件ABAQUS的彈塑性有限元方法,首先對筒形件進(jìn)行強(qiáng)力正反旋的仿真分析,通過對正反旋成形后的的等效應(yīng)力的分析得出一般情況下正旋形式較好。之后主要研究輪轂的旋壓過程進(jìn)行數(shù)值模擬,建立了符合實(shí)際的多道次車輪輪轂旋壓的成形過程分析,系統(tǒng)地研究了多道次旋壓彈塑性有限元模擬中的連續(xù)加載、材料強(qiáng)化以及邊界條件處理與網(wǎng)格劃分等關(guān)鍵技術(shù)問題。以ABAQUS有限元軟件為平臺(tái),研究了旋輪進(jìn)給率、減薄率和摩擦系數(shù)等重要參數(shù)下的工件第一道次、第二道次以及整形道次中的等效應(yīng)力極大值、等效應(yīng)變極大值。得到旋壓成形過程中各道次的應(yīng)力應(yīng)變分布情況,分析了應(yīng)變區(qū)金屬流動(dòng)規(guī)律,為有效的制定成形工藝、優(yōu)化提供了必要結(jié)果。通過對進(jìn)給率,摩擦系數(shù)和減薄率等幾個(gè)重要的工藝參數(shù)下的模擬結(jié)果的分析和以應(yīng)力應(yīng)變和成形能量走勢為主要判斷依據(jù),通過正交化處理得出不同參數(shù)對旋壓成形的影響大小依次為：旋輪進(jìn)給率f摩擦系數(shù)u減薄率t。然后再由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法進(jìn)一步分析優(yōu)化進(jìn)給比、摩擦系數(shù)等條件對旋壓成形質(zhì)量的影響關(guān)系,得到最優(yōu)的工藝參數(shù)組合。
【關(guān)鍵詞】：多道次 旋壓成形 工藝參數(shù) 數(shù)值模擬 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG306
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-16
• 1.1 引言7
• 1.2 旋壓成形的工藝特點(diǎn)及分類7-14
• 1.2.1 普通旋壓7-12
• 1.2.1.1 普通旋壓的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.1.2 旋輪進(jìn)給軌跡的研究10-12
• 1.2.2 強(qiáng)力旋壓12-14
• 1.3 選題意義和研究內(nèi)容14-16
• 1.3.1 研究目的與意義14
• 1.3.2 研究內(nèi)容14-16
• 第二章 彈塑性有限元法理論基礎(chǔ)16-24
• 2.1 彈塑性本構(gòu)關(guān)系16
• 2.2 非線性問題16-17
• 2.3 材料彈塑性行為表述17-18
• 2.4 彈塑性有限元求解方程18-19
• 2.4.1 虛功率方程18
• 2.4.2 彈塑性本構(gòu)方程18-19
• 2.5 屈服準(zhǔn)則19-21
• 2.5.1 Barlat—Lian屈服準(zhǔn)則19
• 2.5.2 Hill屈服準(zhǔn)則19-20
• 2.5.3 Mises屈服準(zhǔn)則20-21
• 2.6 彈塑性理論加載卸載的處理方法21-23
• 2.7 本章小結(jié)23-24
• 第三章 多道次拉深旋壓工藝分析及參數(shù)選擇24-29
• 3.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)24
• 3.2 主要的工藝參數(shù)分析24-28
• 3.2.1 旋輪進(jìn)給率24-25
• 3.2.2 減薄率25
• 3.2.3 主軸轉(zhuǎn)速(芯模轉(zhuǎn)速)25-26
• 3.2.4 旋輪與芯模間隙26
• 3.2.5 旋輪與工件的摩擦系數(shù)26
• 3.2.6 旋輪道次規(guī)范和旋輪運(yùn)動(dòng)軌跡26-27
• 3.2.7 旋輪形狀27-28
• 3.3 本章小結(jié)28-29
• 第四章 旋壓成形有限元模型的建立29-40
• 4.1 ABAQUS軟件簡介29
• 4.2 ABAQUS的優(yōu)勢29-30
• 4.3 ABAQUS/Explicit所應(yīng)用的動(dòng)力學(xué)顯示有限元方法30
• 4.4 有限元模型的建立30-39
• 4.4.1 建模過程應(yīng)用的基本假設(shè)和簡化31-32
• 4.4.2 建模流程32-39
• 4.5 本章小結(jié)39-40
• 第五章 工藝參數(shù)對多道次旋壓成形的影響40-48
• 5.1 引言40-41
• 5.2 成形過程中的應(yīng)力應(yīng)變分布41-43
• 5.3 旋輪進(jìn)給比對旋壓成形的影響43-44
• 5.4 摩擦系數(shù)比對旋壓成形的影響44-46
• 5.5 不同的減薄率對旋壓成形的影響46-47
• 5.6 多道次各道次能量和變形分析47
• 5.7 本章小結(jié)47-48
• 第六章 汽車輪轂多道次旋壓工藝優(yōu)化48-56
• 6.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法簡介48-50
• 6.1.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)48-49
• 6.1.2 遺傳算法49-50
• 6.2 曲線優(yōu)化50-56
• 6.2.1 確定設(shè)計(jì)目標(biāo)50-51
• 6.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化51-53
• 6.2.3 遺傳算法優(yōu)化53-54
• 6.2.4 優(yōu)化結(jié)果54-56
• 第七章 結(jié)論與展望56-58
• 7.1 結(jié)論56
• 7.2 展望56-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 作者簡介62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文62-63

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：866479