金屬板料漸進(jìn)成形數(shù)值模擬及工藝研究.pdf

1、金屬板料漸進(jìn)成形工藝是一種基于計算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和塑性成形技術(shù)基礎(chǔ)之上，根據(jù)板材零件的成形要求設(shè)計數(shù)控程序，成形工具按照設(shè)定的程序軌跡，靠逐點(diǎn)成形板料零件的柔性加工工藝。該工藝不需要專用模具，成形性較大，重復(fù)性好，可逐點(diǎn)控制金屬流動，能加工出形狀復(fù)雜的自由曲面，適合于汽車新型樣車試制、飛機(jī)蒙皮、潔具等小批量、多品種、形狀復(fù)雜的板料零件加工，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價值。但是迄今為止，國內(nèi)、國際上對數(shù)控漸進(jìn)成形工藝的成形機(jī)理和控制技術(shù)方面的研究還

2、處于探索階段，金屬板材數(shù)控漸進(jìn)成形工藝在應(yīng)用中還存在一些迫切需要解決的問題，譬如：合理工藝參數(shù)的選擇、避免成形中的破裂、起皺等缺陷的產(chǎn)生。要解決這些問題及缺陷，就需要對金屬板材進(jìn)成形工藝的變形機(jī)理進(jìn)行深入研究。通過有限元法數(shù)值模擬，可以直接、方便、準(zhǔn)確地獲得單元網(wǎng)格應(yīng)力、應(yīng)變及厚度數(shù)據(jù)，并應(yīng)用于成形機(jī)理研究。有限元法數(shù)值模擬已在板材成形工藝研究中發(fā)揮出舉足輕重的作用。
　　 金屬板料漸進(jìn)成形因其成形特點(diǎn)特殊，如成形運(yùn)動軌跡復(fù)雜多

3、變、板材厚度的非均勻減薄以及局部累積變形等，使得對其進(jìn)行有限元法數(shù)值模擬存在建模難度大、成形運(yùn)動軌跡規(guī)劃難、計算效率低等難點(diǎn)問題。
　　 本課題基于非線性、彈塑性有限元理論方法，對金屬板料漸進(jìn)成形的數(shù)值模擬的建模方法進(jìn)行研究。通過建立與實際成形相近的實體模型，涉及材料非線性彈塑性材料模型、工具頭運(yùn)動軌跡優(yōu)化、工具頭運(yùn)動加載控制等數(shù)值模擬中的關(guān)鍵性問題。根據(jù)建模規(guī)劃，對漸進(jìn)成形實驗中最具代表性的圓錐臺件，通過設(shè)定不同的工藝參數(shù)，如