等離子體弧柔性成形的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、金屬薄板等離子體弧柔性成形是國外近幾年提出的一種柔性、無模具成形的新工藝，它是一種利用等離子體弧掃描金屬薄板表面時(shí)形成的厚度方向的瞬時(shí)溫度梯度所導(dǎo)致的熱應(yīng)力來實(shí)現(xiàn)薄板彎曲成形的新技術(shù)。等離子體弧柔性成形過程中不需要模具，所以不存在隨之而來的模具制作費(fèi)、制作周期、磨損及潤滑等問題，特別適合于形狀簡單的單件、小批量工件的彎曲成形，還可以對一些形狀特殊或尺寸微小、難以采用其他方法加工的簡單工件的彎曲成形，在船舶、汽車、航空航天和微電子等領(lǐng)域具

2、有廣闊的應(yīng)用前景。 金屬薄板等離子體弧柔性成形的基本形式是成形V形彎曲件，但在實(shí)際生產(chǎn)中，大量的是具有三維形狀的異形件，其中圓弧件和圓弧復(fù)合件較為常見，因此，金屬薄板等離子體弧圓弧柔性成形技術(shù)的基礎(chǔ)研究尤其重要。所以本文在V形彎曲的基礎(chǔ)上做出了如下問題的研究： 1.探討了薄板等離子體弧柔性成形技術(shù)的成形原理和特點(diǎn)。 2.數(shù)值模擬了等離子體弧柔性成形過程，進(jìn)一步完善成形過程的三維非線性瞬態(tài)熱—結(jié)構(gòu)耦合分析仿真模型，

3、計(jì)算出了包括溫度場分布、應(yīng)力分布及形變規(guī)律等結(jié)果。 3.實(shí)驗(yàn)研究了掃描位置對彎曲角的影響，對實(shí)驗(yàn)當(dāng)中出現(xiàn)的棱角效應(yīng)作了成形機(jī)理探討和數(shù)值模擬分析。 4.分析了圓弧件與V形彎曲件的幾何關(guān)系，并首次提出了參數(shù)γ與圓弧面光滑程度的關(guān)系，利用有限元分析軟件Ansys中的二次開發(fā)語言ADPL編制了金屬薄板等離子體弧圓弧柔性成形的仿真程序，數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)采用了漸進(jìn)式等離子弧成形的方法，通過多次V形彎曲，得到了符合要求的圓弧面。