大型復(fù)雜薄壁殼體多道次旋壓成形機(jī)理及規(guī)律的三維有限元分析.pdf

1、大型復(fù)雜薄壁殼體是廣泛應(yīng)用于航空航天、兵器等領(lǐng)域的一類重要的空心回轉(zhuǎn)體零件。由于受到材料成形極限等因素的限制，成形此類回轉(zhuǎn)體零件往往需要采用多道次旋壓工藝。了解和掌握大型復(fù)雜薄壁殼體多道次旋壓成形機(jī)理及規(guī)律是研究和發(fā)展該技術(shù)迫切需要解決的關(guān)鍵問題。為此，本文基于ABAQUS彈塑性顯式和隱式有限元平臺(tái)Explicit & Standard，研究建立了該成形過程的三維有限元模型，并分析了其成形機(jī)理及工藝參數(shù)對(duì)成形過程的影響規(guī)律。主要研究?jī)?nèi)容

2、和結(jié)果如下： 建立了包含回彈和退火工序的符合實(shí)際并兼顧計(jì)算精度和效率的大型復(fù)雜薄壁殼體多道次旋壓的三維彈塑性有限元模型，解決了其中涉及到的關(guān)鍵問題，并驗(yàn)證了模型可靠性。該模型的建立，為深入揭示大型薄壁殼體多道次旋壓成形機(jī)理及工藝參數(shù)對(duì)其成形過程的影響規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。 基于上述模型，研究獲得了大型復(fù)雜薄壁殼體多道次旋壓成形過程中的應(yīng)力應(yīng)變及壁厚的分布和變化特征：隨著成形過程的進(jìn)行，多道次旋壓成形過程中應(yīng)力應(yīng)變極值呈現(xiàn)增大

3、趨勢(shì)；并且應(yīng)力應(yīng)變最大值出現(xiàn)在旋輪與坯料接觸處(即成形區(qū))。沿工件母線方向，壁厚逐漸減小，在旋輪與毛坯接觸處壁厚劇烈減薄。回彈對(duì)應(yīng)變和壁厚的分布影響不大，但是對(duì)應(yīng)力分布有較大影響。 進(jìn)而研究揭示了旋輪安裝角、摩擦系數(shù)、旋輪進(jìn)給比對(duì)大型復(fù)雜薄壁殼體旋壓成形過程中第一道次旋壓的應(yīng)力應(yīng)變、壁厚和直徑差的影響規(guī)律。結(jié)果表明：旋輪安裝角對(duì)應(yīng)變和壁厚影響不大，對(duì)工件直徑差影響較大；隨著摩擦系數(shù)的增大，工件壁厚的均勻性明顯改善，但是直徑差越來