變薄旋壓工藝數值模擬及實驗分析.pdf

1、旋壓技術已經廣泛應用于回轉體工件的加工，例如車輪、燈罩、導彈外殼等。在生產過程中坯料易產生拉裂、起皮、鼓包等工藝缺陷，因此對旋壓成形機理和變形規(guī)律的研究成為亟待解決的關鍵問題。
　　本文建立了錐形件和車輪輪輻旋壓成形的有限元模型，并采用ANSYS/LS-DYNA軟件進行了數值模擬，結合實驗研究了旋壓變形機理，分析了工藝參數對成形過程和工件質量的影響。
　　本文首先分析了旋壓生產的工藝特點，基于塑性變形理論及有限元技術，采用A

2、NSYS/LS-DYNA建立了旋壓成形有限元模型。在建模過程中對比了體網格和面網格的優(yōu)劣，利用旋輪軸、數組和坐標運算，解決了接觸、旋輪運動軌跡描述等多個關鍵問題，并對運算過程中易出現的數據中斷問題進行了調整。分別采取調整單元類型、增大變形體的剛度、增大部件之間的間隙等措施，改進了模擬中存在的負體積、穿透、網格畸變嚴重等問題。有限元模型的建立為之后對成形規(guī)律和工藝參數的研究奠定了基礎。
　　基于有限元模型，分別分析了錐形件和車輪輪輻

3、旋壓成形的變形特征和應力應變規(guī)律，并分析了工藝參數對旋壓成形的影響。在錐形件旋壓成形過程中，分析了應力應變對坯料中心孔及整體成形精度的影響、坯料內外表面應變差異；同時也分析了進給率、偏離率等工藝參數對應力應變及工件成形質量的影響，解釋了起皮、拉裂等缺陷的產生原因。在車輪輪輻成形過程中，獲得了應力應變的分布，分析了旋輪圓角半徑、旋輪安裝角和主軸轉速等工藝參數對應力應變、壁厚及壁厚減薄率的影響，預測了過度減薄和開裂等缺陷易產生的位置。