異型薄壁殼體強(qiáng)力旋壓成形機(jī)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(yīng)用于航空、航天、兵器等領(lǐng)域的一類重要的零件，了解和掌握異型薄壁殼體強(qiáng)力旋壓成形機(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)鍵性問(wèn)題。為此，本文基于彈塑性顯式有限元平臺(tái)ABAQUS/Explicit，研究建立了該過(guò)程的三維有限元分析模型，并分析了異型薄壁殼體強(qiáng)力旋壓成形機(jī)理及工藝參數(shù)對(duì)其成形過(guò)程的影響規(guī)律。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下： 建立了既符合實(shí)際又兼顧計(jì)算精度和效率的異型薄壁殼體強(qiáng)力旋壓的三維彈塑性動(dòng)態(tài)顯式有

2、限元模型，解決了建模過(guò)程中有關(guān)旋輪定位、旋輪運(yùn)動(dòng)軌跡的確定、連續(xù)變壁厚坯料壁厚的定義等關(guān)鍵問(wèn)題，并通過(guò)理論評(píng)估和試驗(yàn)驗(yàn)證驗(yàn)證了其可靠性。該模型的建立，為深入揭示異型薄壁殼體強(qiáng)力旋壓成形機(jī)理及工藝參數(shù)對(duì)其成形過(guò)程的影響規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。 基于上述模型，研究獲得了異型薄壁殼體強(qiáng)力旋壓成形過(guò)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(guò)程的進(jìn)行，應(yīng)力應(yīng)變極值逐漸增大；應(yīng)力最大值出現(xiàn)在旋輪與坯料接觸處(即成形區(qū))，應(yīng)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(guò)程的進(jìn)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(qiáng)力旋壓后期錐體部位易于出現(xiàn)的過(guò)量減薄是由于累積減薄量過(guò)大而使旋輪前方出現(xiàn)金屬堆積所致，因此提出通過(guò)控制坯料的局部厚度或旋輪與芯模間的間隙來(lái)控制金屬堆積所帶來(lái)的局部減薄的方法。 進(jìn)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(jìn)給比對(duì)異型薄壁殼體強(qiáng)力旋壓成形過(guò)程中應(yīng)力應(yīng)變和壁厚的影響規(guī)律。