異型薄壁殼體強力旋壓成形機理及規(guī)律的三維有限元分析.pdf

1、異型薄壁殼體是廣泛應用于航空、航天、兵器等領域的一類重要的零件，了解和掌握異型薄壁殼體強力旋壓成形機理及規(guī)律是研究和發(fā)展該技術迫切需要解決的關鍵性問題。為此，本文基于彈塑性顯式有限元平臺ABAQUS/Explicit，研究建立了該過程的三維有限元分析模型，并分析了異型薄壁殼體強力旋壓成形機理及工藝參數(shù)對其成形過程的影響規(guī)律。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下： 建立了既符合實際又兼顧計算精度和效率的異型薄壁殼體強力旋壓的三維彈塑性動態(tài)顯式有

2、限元模型，解決了建模過程中有關旋輪定位、旋輪運動軌跡的確定、連續(xù)變壁厚坯料壁厚的定義等關鍵問題，并通過理論評估和試驗驗證驗證了其可靠性。該模型的建立，為深入揭示異型薄壁殼體強力旋壓成形機理及工藝參數(shù)對其成形過程的影響規(guī)律奠定了基礎。 基于上述模型，研究獲得了異型薄壁殼體強力旋壓成形過程中的應力應變及壁厚的分布和變化特征：隨著成形過程的進行，應力應變極值逐漸增大；應力最大值出現(xiàn)在旋輪與坯料接觸處(即成形區(qū))，應變最大值在成形初期出

3、現(xiàn)在旋輪與坯料接觸處，隨著成形過程的進行，轉(zhuǎn)移到旋輪后方；靠近口部的部位壁厚劇烈減薄，而工件的其余部位的壁厚較合理。研究發(fā)現(xiàn)異型薄壁殼體強力旋壓后期錐體部位易于出現(xiàn)的過量減薄是由于累積減薄量過大而使旋輪前方出現(xiàn)金屬堆積所致，因此提出通過控制坯料的局部厚度或旋輪與芯模間的間隙來控制金屬堆積所帶來的局部減薄的方法。 進而研究揭示了旋輪安裝角、旋輪圓角半徑、摩擦系數(shù)、旋輪進給比對異型薄壁殼體強力旋壓成形過程中應力應變和壁厚的影響規(guī)律。