偏心類管件縮徑旋壓的數(shù)值模擬與工藝研究.pdf

1、隨著精密成形技術(shù)和材料凈成形新工藝的不斷發(fā)展和完善，旋壓成形由于優(yōu)異的產(chǎn)品成形性能而得到日益廣泛的應(yīng)用。偏心旋壓成形工藝獨(dú)特，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)旋壓技術(shù)只能成形回轉(zhuǎn)體零件的缺陷而在汽車、航空等領(lǐng)域受到越來(lái)越多的社會(huì)關(guān)注。拓寬傳統(tǒng)旋壓成形領(lǐng)域，開(kāi)展偏心類非對(duì)稱旋壓工藝的研究具有非常重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值?！　”菊撐难芯空n題屬于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“三維非軸對(duì)稱零件旋壓成形理論和方法研究”的一部分，主要研究偏心類管形件縮徑旋壓的成形工藝以及

2、變形機(jī)理，為偏心類管形件縮徑旋壓工藝參數(shù)的選擇和三維非軸對(duì)稱數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)提供依據(jù)?！　∑男龎菏且粋€(gè)復(fù)雜的塑性成形過(guò)程。成形工藝獨(dú)特，變形機(jī)理復(fù)雜，成形零件的加工精度受多種因素制約，其工藝制訂一直是該領(lǐng)域的一大難題。采取簡(jiǎn)化的理論模型或通過(guò)試驗(yàn)反復(fù)摸索具有很大的不確定性，通過(guò)有限元數(shù)值模擬可深入揭示其成形機(jī)理，動(dòng)態(tài)反映金屬的整個(gè)變形過(guò)程。　　本文在對(duì)有限元基本理論和偏心類管件縮徑旋壓工藝特點(diǎn)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)ANSYS軟件

3、的二次開(kāi)發(fā)，建立了符合實(shí)際工藝的偏心類管件縮徑旋壓的三維彈塑性有限元模型。通過(guò)材料拉伸試驗(yàn)確定了旋壓材料的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線，對(duì)摩擦狀況、動(dòng)態(tài)邊界條件進(jìn)行了探討，確保了建模關(guān)鍵技術(shù)的準(zhǔn)確性?！　〔扇≌男龎悍绞?，對(duì)單道次軸對(duì)稱普旋與偏心旋壓分別進(jìn)行了三維彈塑性有限元數(shù)值模擬，通過(guò)對(duì)比二者之間的差異來(lái)揭示偏心旋壓的成形機(jī)理。重點(diǎn)研究了單道次變形中間時(shí)刻、終止時(shí)刻二者毛坯的應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律，二者典型節(jié)點(diǎn)應(yīng)力應(yīng)變、壁厚分布、軸向伸長(zhǎng)量、內(nèi)外

4、徑尺寸、三旋輪旋壓力等隨時(shí)間的變化規(guī)律，揭示了偏心旋壓獨(dú)特的成形機(jī)理。針對(duì)偏心旋壓正旋、反旋兩種成形方式，采取相同的工藝參數(shù)進(jìn)行了數(shù)值模擬，通過(guò)對(duì)比二者應(yīng)力應(yīng)變、壁厚分布、軸向伸長(zhǎng)量、內(nèi)外徑尺寸隨時(shí)間的變化規(guī)律揭示了成形方式對(duì)偏心旋壓工藝的影響規(guī)律。討論了偏心量、名義壓下量、進(jìn)給比、摩擦系數(shù)及旋輪圓角半徑等工藝參數(shù)對(duì)軸向錐度、壁厚減薄率、節(jié)點(diǎn)最大等效應(yīng)變、三旋輪旋壓力的影響規(guī)律，對(duì)實(shí)際工藝的正確制訂具有重要指導(dǎo)意義?！　〔扇≌男龎?/p>

5、方式，對(duì)多道次軸對(duì)稱普旋與偏心旋壓分別進(jìn)行了三維彈塑性有限元數(shù)值模擬，對(duì)比分析了不同道次變形中間時(shí)刻、終止時(shí)刻二者毛坯的應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律，二者變形網(wǎng)格、應(yīng)力應(yīng)變、壁厚分布、軸向伸長(zhǎng)量、內(nèi)外徑尺寸、旋轉(zhuǎn)角度等隨道次的變化規(guī)律，揭示了多道次偏心旋壓的成形機(jī)理。討論了道次數(shù)量、道次旋輪軌跡、三旋輪起旋點(diǎn)位置、旋轉(zhuǎn)方向?qū)Χ嗟来纹男龎撼尚喂に嚨挠绊懸?guī)律，為后步的參數(shù)優(yōu)化打下基礎(chǔ)?！　⊥ㄟ^(guò)變形網(wǎng)格法試驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值模擬的可靠性。對(duì)成形管件軸向伸長(zhǎng)