金属成形过程中的变分回弹原理

金属成形过程中的变分回弹原理

一、金属成形过程的回弹变分原理(论文文献综述)

暴杰[1](2021)在《镁合金板辊弯成形回弹预测研究》文中认为近年来,国内外对金属塑性成形领域的研究日益深入,随着新工艺、新材料的不断出现,对各类金属板料成形的要求也日渐提高。镁合金因具有密度低、比强度高、比刚度高、阻尼减震性高、导热性高、易回收等优点,在航空航天、汽车制造、装备制造等领域发挥着越来越重要的作用,镁合金所特有的极其明显的拉压不对称性逐渐成为镁合金塑性成形工艺研究的热点问题。本课题针对AZ31B镁合金板材,通过单向拉伸、单向压缩、双向拉伸等力学性能试验获得其力学性能数据,对力学性能试验进行有限元仿真,验证了仿真结果的准确性。由Hill48屈服准则的应力各向异性数据求解方法和变形各向异性数据求解方法提出改进的4参数求解方法与5参数求解方法,并根据AZ31B镁合金的单向拉伸试验与单向压缩试验结果进行求解,获得材料的各向异性参数,验证其屈服轨迹的外凸性,并探究拉压不对称性对Hill48屈服准则的影响。设计循环加-卸载试验,验证循环加-卸载对材料延伸率和弹性模量的影响。开展三点弯曲试验和辊弯成形试验,研究AZ31B镁合金在弯曲时拉伸和压缩性能的差异对回弹产生的影响。针对因材料拉压不对称性而造成回弹预测误差的现象,创新性地提出将试件模型以板料中性层为界,在厚度方向上分为两个部分,对试件弯角区域内外两侧分别赋予压缩力学性能数据与拉伸力学性能数据,并分析这种方法在两种弯曲试验中对仿真回弹预测的影响。进行不同角度的三点弯曲试验和辊弯成形试验,并与仿真结果对比分析,发现上述仿真方法的回弹预测精度显着高于单纯以材料单向拉伸力学性能进行的仿真,为将来镁合金塑性成形工艺的弯曲回弹预测提供有效的新思路。

孙书敏[2](2021)在《基于ABAQUS软件的预埋槽道辊弯工艺研究》文中研究表明伴随中国城市化的持续加速,再加上公众生活水平的持续提升,私家车规模不断增长,造成城市中的交通拥堵问题日趋显着。而城市轨道交通凭借着它运输量大、商业价值高、时速快、安全舒适、准时无延误、绿色环保等优势在缓解交通压力方面起到了越来越重要的作用,因此作为解决城市交通拥堵问题的主干力量得到了迅速发展。为了保障城市轨道交通耐久性的需求,传统的槽道施工工艺已无法满足。预埋槽道技术能够弥补传统槽道施工工艺的不足,成为隧道槽道施工技术的潮流和趋势。本文首先对预埋槽道进行辊弯成形理论研究,包括型材弹塑性弯曲理论、辊弯成形过程应力应变分析、槽道型材辊弯过程数学模型构建、预埋槽道辊弯塑形过程中的理论分析,相关仿真分析技术的学习研究等。最后,应用计算机辅助工程技术,运用ABAQUS软件,对预埋槽道塑形工序进行模拟,输入数据,建立的相关模型,运用有限元方法展开分析研究,根据输出结果进行反复试验并进行优化,最终推导得出论文相关结论。采用理论分析、数值模拟、实验验证的方法,通过查阅国内外文献资料对辊弯成形工艺进行研究,并建立槽道型材三辊非对称辊弯过程仿真模型,利用ABAQUS软件对槽道型材辊弯成形过程进行仿真,分析工艺参数,优化工艺参数,利用工程实验对成形工艺参数进行验证和进一步优化。最终得出结论如下:(1)预埋槽道辊弯变形中,最大变形发生在上辊与零件接触的上直角区域。(2)预埋槽道辊弯变形中,最大受力发生在上辊与零件接触的上直角区域。(3)预埋槽道最大的主应力和主应变出现在上直角区域。(4)预埋槽道辊弯变形中,下压量保持在0.5mm-1.5mm,较为合适。本论文的研究结果为控制预埋槽道辊弯成形质量及曲率精准度提供了一定借鉴和理论依据,从而为进一步进行理论研究和试验研究提供必要的经验和参考。

狄超[3](2020)在《变半径马鞍形弯梁的冲压成形及回弹行为研究》文中研究说明便捷与高效的轨道交通装备正不断改善人们的出行选择和生活方式,随之同步发展的轻量化材料和轻质化结构已经成为全球环境保护的重要技术部分。冲压工艺在大尺寸框架式薄板工件成形领域具有成形精度高和材料利用率高等优势,在轨道交通领域的应用尤其广泛。SUS301LN-1/16H不锈钢的优质机械性能确保车体结构的强度和刚度,耐高温和耐腐蚀性能保证轨道交通在不同环境下的安全运行,全面的优质综合性能表现使其成为车体材料的重要选择。变半径马鞍形弯梁是连接轨道客车车顶、竖直立柱和车身蒙皮的主要部件。纵向轮廓是由两段半径相差较大的弧形相接而成的不对称结构,横向截面是对称马鞍状,复杂的三维结构件在成形过程受多重因素影响而难以控制。原弯梁工件设计存在一下不足:第一,采用矩形展开料,不同横截面处的冲压成形深度不同,材料的流动速度和回弹补偿量存在差异。一方面翼板外边缘内缩导致直线度差,无法满足装配要求,另一方面大量无效成形区域在后续工序切割浪费。第二,整体结构回弹情况复杂,纵向轮廓的挠度缺陷表现为两端张开和中间上挠,大曲率左端回弹量大于小曲率右端的回弹量;横向截面的竖直壁张角和翼板翘曲与纵向轮廓的轮廓挠度截然不同,导致截面尺寸精度低。为提高变半径马鞍形弯梁的加工精度和整体回弹控制效果,本文采用CATIA软件设计某轨道客车的弯梁成形模具,采用ABAQUS有限元软件对其进行成形模拟和回弹分析。针对翼板外边缘的直线度问题和无效成形区域的切割浪费,提出一种不规则形状的展开料优化方案,优化冲压工艺的应力分布和材料流动补偿,实现直线度1000:1并消除切割浪费。根据纵向半径组合的模拟试验,得到5种组合作为备选,为不同方向的变形回弹预留过度成形余量或回弹补偿余量;通过马鞍形截面平直件的单因素研究,分析并确定圆角半径组合、模具间隙和摩擦系数对整体回弹的影响。主要内容包括以下:(1)通过有限元模拟仿真表征出矩形展开料的成形件尺寸缺陷,分析材料塑性流动和不同变形区域的关系,确定展开料优化方案;(2)对纵向轮廓的回弹问题提出过渡半径组合的优化方案,确定合理的参数组合范围;对横向截面翼板的回弹问题,模拟计算出圆角半径组合、模具间隙和摩擦系数对回弹的影响;(3)采用正交实验法,对纵向轮廓和横向截面进行整体回弹的试验分析,确定了纵向半径组合R328-R1248,圆角半径组合r5-r8,模具间隙3.580mm,摩擦系数0.16的最优参数组合。基于以上研究,对模拟计算结果进行试验验证。结果表明,成形件回弹控制良好,最大回弹范围为0.300-0.350mm,变半径马鞍形冲压件的尺寸精度满足工艺要求。

王士灿[4](2020)在《直齿轮精锻复合成形关键技术研究》文中进行了进一步梳理直齿圆柱齿轮广泛的用于各种机械装备中,它是整个传动系统中最重要的组成部分之一。随着我国机械装备水平的迅速发展,齿轮对于整个机械零部件市场的需求也越来越大。目前国内的齿轮的生产多数以机加工为主,部分企业也通过精锻成形方式生产。随着模具制造技术的不断发展和新材料的开发应用,通过精密锻造成形后的齿轮,外部不仅齿面光滑,而且内部金属流线完好,齿轮的质量得到了很大的提高。然而,在精锻生产过程中仍然存在材料利用率不高,成形载荷较大,齿轮精度相对较差,锻件出现裂纹等问题,很大程度上增加了制造成本和降低了成形质量。本文以某农机装备传动系统中的转向齿轮为研究对象,从零件本体出发,分析目前机加工过程中存在的问题,依据金属塑性成形基本理论,提出了一种全新的转向齿轮“温-冷复合成形”的生产工艺,并从生产工艺有限元数值模拟、温锻工艺参数多目标优化、复合成形挤压力数学模型建立及模具结构设计等方面对直齿轮精锻成形复合工艺关键技术进行了系统全面的研究。针对原机加工生产方式导致的生产效率低,材料利用率低,齿轮质量存在缺陷等问题,从转向齿轮复杂的结构分析出发,分别从锻件的材料、锻件的几何形状、锻件的尺寸精度、模具的使用寿命等方面进行工艺分析,结合金属塑性成形理论和模具设计的合理性,确定了可用于实际生产的转向齿轮精锻复合成形工艺路线。对齿轮的成形过程进行限元数值模拟分析,验证所设计的工艺路线中关键成形工序的可行性及合理性。使用有限元数值模拟仿真设计软件DEFORM-3D,对转向齿轮的直齿成形和花键成形过程进行了数值模拟仿真研究,结果表明,直齿轮和花键在成形过程中应力-应变、成形力等关键参数满足塑性要求,且齿轮成形结果较好,证明了工艺的可行性和生产参数的合理性。针对使用20CrMnTi合金钢进行精锻过程中产生较大残余应力和较大的成形力,导致齿轮的齿面精度与模具的使用寿命低的问题。以响应面分析不同工艺参数对残余应力和成形力的影响,对多目标工艺参数进行优化,从而降低残余应力和成形力。结果表明,当坯料温度为820℃,变形速率为18.8mm/s,摩擦系数为0.08时,可使齿轮获得较小的残余应力和成形力。成形力的大小关系到锻造成形的设备选型,计算机仿真虽然可以精确的进行吨位计算,但也存在计算时间及环境的局限性。同时,采用芯棒约束成形的齿轮,需要设计芯棒与坯料的间隙,间隙过大锻件会填充不足,间隙过小达不到降低成形力的效果。以转向齿轮中的直齿部分为例,在极坐标下通过主应力法,建立了齿轮成形力数学计算模型和齿轮芯棒间隙的计算模型,通过计算机仿真验证,所推导出的成形力数学模型接近与仿真结果的数值,其平均误差仅为6%左右。基于成形力数学模型推导出的芯棒间隙计算模型接近仿真试验值,为毛坯尺寸设计提供依据。根据所提出的优化方案和优化后工艺参数,结合实际生产数据,通过有限元数值模拟分析验证了20CrMnTi合金钢转向齿轮的直齿部分和花键部分成形工艺。仿真结果表明,该转向齿轮最复杂的直齿部成形,成形力-行程曲线接近理论推导,满足生产要求。直齿及花键成形结果良好,为同类型产品的实际生产的提供了理论技术基础。

施伟[5](2020)在《TA2/T2钛铜双金属复合管绕弯的截面畸变及填充研究》文中进行了进一步梳理随着经济的发展和传统产业转型升级,双金属复合弯管在石油、电器、核电、航空、船舶等现代工业领域使用的频次越来越高,因此迫切的需要研究双金属复合管数控绕弯成形技术。本文采用实验研究、数值模拟与理论分析相结合的方法,主要以34×3×R102mm的TA2/T2钛铜双金属复合管为研究对象,系统研究了数控绕弯成形应变场分布,模具的工艺参数对复合管数控绕弯截面畸变的影响以及尺寸效应等问题。主要研究内容和结论如下。(1)为了准确模拟TA2/T2双金属复合圆管绕弯成形过程,采用四种试样进行了单向拉伸实验,分别获取了弹性模量E、屈服强度、强度极限、延伸率等基本力学性能参数,并建立了TA2/T2双金属复合管材料的本构模型,采用=0+幂指数函数可以描述试样获取的塑性应力—应变曲线;从截面畸变和回弹的预测的角度验证了采用TA2圆管/T2圆管试样获取的材料本构模型有限元模型的可靠性;基于所建有限元模型,研究了钛铜双金属复合管数控绕弯成形过程中的应变分布规律,发现周向应变相对于切向应变和厚向应变较小,覆管和基管的外侧截面变化量的都大于内侧,复合管内侧相比于外侧的三向应变分布更为为规律。(2)芯棒伸出量为3mm、11mm、15mm时,基-覆管截面畸变率过大或发生鼓包,故选用芯棒伸出量7mm最为合适;不使用芯头时截面畸变接近5%,使用芯头时,基-覆管截面畸变都控制在2%以内;使用刚性芯模时和弹性芯模时,复合管基管和覆管的截面畸变率都控制在5%以内,使用刚性芯模,基管T2的畸变率和覆管TA2的畸变率差距最大为0.75%,使用PVC弹性芯模更好的抑制复合管起皱、分层受截面畸变影响的现象;随着侧推速度的增加,覆管最大截面畸变从9.78%下降到2.02%,基管的最大截面畸变从10.06%下降到1.66%;随着压块和覆管摩擦系数的增加,复合管覆管和基管的截面畸变率略有降低;大角度弯曲的复合管由于加工硬化,后面部分变形难度增大;选取助推速度Vp、压块与复合管摩擦系数μp、防皱块与复合管摩擦系数μw和芯模与复合管摩擦系数μm四个因素各三个水平进行了正交实验,结果表明最佳参数组合为Vp=59.5mm/s,μp=0.23,μw=0.1,μm=0.02,所得最大变形值Δδhmax=0.7913%,比正交表中所有结果小。(3)钛铜双金属复合管随着D的增加,覆管的最大截面畸变率由6.06%增加为7.24%,基管由7.45%增加为8.84%;分别选取覆管厚度和基管厚度各为1mm、1.5mm、2mm进行模拟实验,研究发现复合管基管的壁厚变化比覆管对截面畸变的影响更为显着;在D/t和GU/TA不变的前提下,随着D的增加,覆管的最大截面畸变率由8.96%降低为7.91%,基管由9.84%降低为8.84%,壁厚t的增加比直径D的增加对截面畸变的影响更为显着。

赵涵[6](2020)在《基于回弹比矩阵的双曲度板成形回弹描述和补偿》文中研究说明双曲度船体外板通常使用人工水火弯板成形加工,存在生产效率低、作业环境差、对操作人员技术要求高等不足。近年发展的离散可重构模具为船体双曲度外板成形带来一种新的方法。本文针对活络方形压头可重构模具技术,开展对船体外板冷冲压成形关键技术研究,通过弹塑性理论分析、有限元数值模拟、实验等手段研究曲板冲压成形过程中回弹描述和补偿等核心问题,为可重构模具逐步替代传统的水火弯板加工方式提供理论指导。论文主要工作如下:(1)在分析各种板材成形回弹描述方法的基础上,参考单曲度板的回弹比表达方法,本文首次提出了针对双曲度板材描述局部点以及整体回弹大小的回弹比矩阵及回弹比特征量的2个新概念与方法。具体方法是将双曲度板离散成与可重构冲压模具对应的网格曲面,采用模具的两个离散方向分别描述双曲度板材在两个方向的回弹情况。其中,回弹比矩阵是通过一系列在板面上均匀分布的离散点在特定方向(即两个离散方向)回弹后与回弹前的曲率的比值所构成的两个方向的矩阵,表达曲板上局部点的回弹大小;而回弹比特征量是基于回弹比矩阵并考虑所有离散点的成形曲率的比重而得到的回弹比加权平均值,该特征量由回弹比矩阵计算得出,能够反映出双曲板的整体回弹大小。(2)采用本文提出的回弹比矩阵及回弹比特征量对文献中单曲度板的回弹数据进行了描述,得到与文献一致的结论。进一步,采用基于活络方形压头的船舶三维数控弯板机对一系列典型双曲度板——帆形板、马鞍形板进行了冲压成形实验,并采用本文提出的回弹比矩阵及回弹比特征量对其回弹数据进行了描述,对比分析了帆形板和马鞍形板的实验数据,得出了在双向曲率数值大小分别相同情况下,马鞍形板的回弹显着小于帆形板的回弹的结论。采用弹塑性理论对两种典型曲板的回弹差异进行了理论推导,通过分析结果发现,造成回弹差异的主要原因是由于双曲度板的双向耦合作用导致的。理论分析结果与实验结果一致,同时说明了回弹比矩阵及回弹比特征量对双曲度板描述的合理性与适用性。(3)首次提出了基于回弹比矩阵的一种新的回弹补偿算法。其方法是根据回弹比矩阵计算补偿面的曲面拟合点,通过曲面拟合方法将拟合点拟合为新的曲面,并将该方法与目前一种正在使用的迭代逼近的回弹补偿方法进行了对比,发现基于回弹比矩阵的补偿算法补偿效果更好。补偿后板材的成形精度更高,提高了双曲度板材成形加工的精度及加工效率。

陈云[7](2019)在《直齿锥齿轮多步精密锻造成形有限元分析与工艺研究》文中进行了进一步梳理直齿锥齿轮精密锻造是指对齿轮锻造成形后,略作修整或不再修整即可达到齿轮精度要求的成形技术,即技术通过模具锻压的方式对齿轮进行加工,既可以防止金属纤维被切断,保证了工件的力学性能,又能节省材料并提高生产效率。近年来,随着汽车及农用机械产量逐年增加,其传动部件齿轮的需求量也越来越大。企业在市场中的竞争也日趋激烈,由于齿轮精密锻造技术既能提高生产效率,又能节省材料,因此齿轮精密锻造技术得到了大规模使用。但该技术与铣削加工相比,存在精度较低、有飞边产生等问题。在企业的实际生产中,普遍采用锻造与铣削相结合的工艺进行加工,即:先精密锻造成形加工后,再铣削修整使工件达到精度要求。但是由于铣削加工耗时较长,因此,齿轮的生产周期依旧较长。针对以上问题,国内外学者运用仿真软件对齿轮齿形过程及模具做了相关研究,但成形因素对齿轮的影响、温度对模具磨损的影响和模具精确设计方面尚待研究。本文选取直齿锥齿轮作为研究对象,使用UG建立直齿锥齿轮的三维模型;根据一步成形工艺中的精密锻造技术要求以及直齿锥齿轮零件图,设计出该型号直齿锥齿轮所对应的精密锻造模具;在金属成形理论基础及Archard磨损模型上,研究高温对硬度的影响;分析金属成形过程中,对金属成形抗力较大的因素,根据每个因素的特点选取水平值,设计正交模拟方案;运用金属成形仿真软件DEFORM-3D,对研究对象进行有限元仿真,通过正交模拟仿真确定工件成形的最优加工参数。基于最佳成形参数基础上的仿真结果分析,找出成形过程中的金属成形抗力和金属流动性之间的对应规律;通过对直齿锥齿轮成形抗力和金属流动对应规律的分析,对一步成形工艺调整,设计无飞边加工的多步成形工艺;根据设计的多步成形工艺,设计不同成形过程对应的模具;基于金属直齿锥齿轮成形过程中的最优加工参数,在多步成形的工艺流程下,对直齿锥齿轮成形进行有限元仿真分析,验证多步成形工艺的可行性;通过对直齿锥齿轮分步成形分析,依据工件和模具的有限元分析结果,将模具回弹和工件表面坐标变化补偿到对应模具中,设计出精确的模具;依据设计的多步成形加工工艺,运用精确设计的模具对直齿锥齿轮进行试验。研究结果表明,所设计的多步成形工艺,可以解决齿轮精密锻造过程中产生的飞边问题,并且只通过精密锻造即可达到直齿锥齿轮精度要求;此工艺中各阶段配套的模具与一步成形相比,磨损量及累计磨损率明显降低,模具寿命明显提高。所加工的直齿锥齿轮经过测量,达到了设计精度要求。目前多步成形工艺在盐城金刚星精密锻造有限公司得到良好的应用。

陈英杰,宋锦威,吴静瑶,雷周[8](2017)在《靠模成形直梁回弹变形的变分原理及其应用》文中进行了进一步梳理引入有限变形回弹反耦联系统和反耦联方程的概念,应用有限变形回弹反耦联方程、加权余量法、有限变形回弹变分原理,推导出靠模成形直梁卸载后的回弹挠曲线方程。本文计算了矩形截面的理想弹塑性悬臂梁和简支梁在集中荷载作用下的弯曲。结果表明,应用回弹势能原理能够推导出靠模成形直梁的回弹变形,并且可应用于工程实际。

刘冠雄[9](2012)在《直梁靠模成形及回弹变分原理问题的研究》文中进行了进一步梳理对材料的成形及其回弹问题的研究一直是科技界研究的前沿课题,其原因在于当今社会发展的各个领域对不同形状材料的要求越来越高。为了适应这种现代化工业高标准,高精度的新需求,研究材料的塑性成形及其变形过程中卸荷后回弹性质是目前工程应用中势在必行的任务之一。对于材料的塑性成形及其回弹以往的研究基本上是基于计算机进行数值模拟,因此对于这方面问题推导出一个完整的理论计算公式有着一定的创新意义。本论文综合考虑矩形截面的理想弹塑性直梁在靠模成形过程中边界待定问题的变分原理及其卸荷后的简单回弹问题,在计算时本文将模型简化为直梁端点受一集中力作用的靠模悬臂直梁,其下面是一个具有一定曲率的模具,在力不断增加的情况下直梁会发生塑性弯曲直到贴伏于模具上。应用势能原理及余能原理的变分运算推导出直梁弯曲变形的挠曲线控制方程。并引入有限变形回弹反耦联系统和反耦联方程的概念,应用有限变形回弹反耦联方程和加权余量法建立有限变形回弹变分原理,推导出卸载后的回弹挠曲线方程。以此计算出理想弹塑性直梁塑性变形量及回弹量的数值解。在对算例的计算分析过程中,给出了一系列的数据和图表,并将理论计算结果与ANSYS有限元分析软件的模拟结果进行对比。

李文平[10](2006)在《弯曲回弹变分原理及其数值模拟研究》文中认为冲压是金属板料主要的成形方法,而弯曲又是其中重要的成形工艺。板料成形后的回弹是很多冲压成形工艺特别是弯曲成形中常出现的缺陷。近年来,高强度薄钢板与铝合金薄板在汽车车身制造中得到大量应用,使回弹问题更加突出。回弹对产品的尺寸精度影响较大,必须在模具设计阶段加以补偿才能保证产品的尺寸精度。传统的方法主要是通过反复地修模、试模来修正和补偿回弹,花费大量的人力、物力和财力。如果在模具制造以前能准确预测出补偿量的大小,就可以大大缩短修模、试模的过程,从而降低模具制造的成本和周期。因此,如何找到一种可靠的预测回弹方法,提高冲压件成形精度,是金属板料冲压成形中的重要课题。影响回弹的因素非常复杂,目前还没有其精确的理论表达式,国际上广泛采用有限元法对板料冲压过程进行数值模拟来预测回弹。板料成形的数值模拟是综合金属塑性加工工艺、有限元理论、CAD等多学科的一门交叉学科。其计算过程是包含几何非线性、材料非线性以及接触非线性的强非线性问题,一直是金属塑性成形数值模拟中的难点。回弹是在成形模拟后进行的,成形模拟中的累积误差使得要精确预测回弹更加困难。因此,目前对板料冲压成形的回弹预测还不准确,提高板料成形的数值模拟精度仍是回弹研究的热点和难点。本文对板料成形数值模拟动力显式算法和时间积分法进行推导分析,得出进行板料成形回弹数值模拟采用动力显式/静力隐式综合算法最为合适。通过讨论vonMises各向同性屈服准则、Hill各向异性屈服准则及3参数Barlat各向异性屈服准则,分析了它们各自的特点。分析了常用的罚函数法接触算法和用于板料成形数值模拟的修正库仑摩擦模型。本文从研究有限元法的理论基础—变分原理出发,根据回弹反耦联系统和反耦联方程的概念,推导了小变形回弹势能原理和广义回弹势能原理;进而又推导了小挠度直梁弯曲回弹势能原理和大挠度直梁弯曲回弹变分原理。建立了计算直梁弯曲回弹有限元法,编制了有限元程序。并应用编制的有限元程序计算简支梁弯曲回弹量,计算结果与现有公式和商用软件的计算结果、实验结果相对照,证明直梁弯曲回弹势能原理及其有限元法是正确的。另外,利用余能原理计算回弹时,仅需要成形的位移和应变,避免了由于材料模型不准确所带来的误差,所以对提高回弹计算精度较势能原理更有优势。因此,本文又推导了板材成形回弹余能原理,为进一步计算板料的复杂变形回弹奠定了理论基础。本文分析了在ANSYS/LS-DYNA软件环境下,板料成形回弹模拟过程中的一些主要数值参数,如虚拟凸模速度、模具圆角处单元密度、板料单元大小和板壳单元厚度积分点数等对回弹预测精度的影响。通过大量的计算,并与实验结果对照,确立了进行有限元数值模拟时这些参数的选取范围。在此基础上,对确定U形件的回

二、金属成形过程的回弹变分原理(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、金属成形过程的回弹变分原理(论文提纲范文)

(1)镁合金板辊弯成形回弹预测研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 镁合金拉压不对称性
    1.3 各向异性屈服准则
    1.4 辊弯成形回弹
    1.5 有限元仿真
    1.6 课题研究内容及研究意义
第二章 Hill48 屈服准则研究
    2.1 Hill48 屈服准则
    2.2 不同求解方法所得Hill48 屈服准则的外凸性
        2.2.1 应力各向异性数据求解方法所得Hill48 屈服准则的外凸性
        2.2.2 变形各向异性数据求解方法所得Hill48 屈服准则的外凸性
        2.2.3 应力变形综合求解方法所得Hill48 屈服准则的外凸性
    2.3 本章小结
第三章 AZ31B镁合金力学性能试验
    3.1 单向拉伸试验
        3.1.1 试验过程
        3.1.2 数据处理
        3.1.3 有限元仿真
    3.2 单向压缩试验
        3.2.1 试验过程
        3.2.2 数据处理
        3.2.3 有限元仿真
    3.3 双向拉伸试验
        3.3.1 试验过程
        3.3.2 有限元仿真
    3.4 单向拉伸循环加-卸载试验
    3.5 本章小结
第四章 AZ31B镁合金的弯曲试验及回弹预测
    4.1 三点弯曲试验
        4.1.1 试验过程
        4.1.2 有限元仿真
    4.2 辊弯成形试验
        4.2.1 试验过程
        4.2.2 有限元仿真与回弹预测
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 研究结论
    5.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢

(2)基于ABAQUS软件的预埋槽道辊弯工艺研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 预埋槽道技术国内外研究现状
        1.2.1 力学理论研究
        1.2.2 制造工艺研究
        1.2.3 疲劳性能研究
        1.2.4 防腐技术研究
    1.3 型材弯曲工艺
        1.3.1 拉弯工艺
        1.3.2 绕弯工艺
        1.3.3 辊弯工艺
    1.4 研究内容及方法
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
    1.5 本章小结
第2章 金属塑性成形有限元技术基础
    2.1 引言
    2.2 有限元分析方法
    2.3 预埋槽道辊弯有限元技术的发展历程
    2.4 金属塑性有限元技术理论
        2.4.1 金属刚塑性有限元技术基本公式
        2.4.2 金属刚塑性有限元技术变分原理
    2.5 本章小结
第3章 预埋槽道辊弯模型建立
    3.1 引言
    3.2 ABAQUS软件简介
    3.3 预埋槽道分析
        3.3.1 预埋槽道技术分析
        3.3.2 预埋槽道承载力分析
        3.3.3 混凝土结构承载力分析
        3.3.4 预埋槽道工艺分析
    3.4 预埋槽道数值模拟模型建立
        3.4.1 几何模型建立
        3.4.2 材料模型建立
        3.4.3 单元模型建立
        3.4.4 摩擦条件建立
        3.4.5 边界条件建立
    3.5 本章小结
第4章 预埋槽道辊弯成形的有限元分析
    4.1 引言
    4.2 侧辊下压量对预埋槽道辊弯的影响规律
        4.2.1 预埋槽道应变场分析
        4.2.2 预埋槽道应力场分析
    4.3 预埋槽道关键截面分析
        4.3.1 不同下压量下预埋槽道截面 1 的变形情况分析
        4.3.2 不同下压量下预埋槽道截面 3 的变形情况分析
    4.4 侧辊下压量对预埋槽道辊弯曲率半径的影响规律
        4.4.1 预埋槽道辊弯曲率模型设置
        4.4.2 不同下压量下预埋槽道曲率分析
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录 Matlab程序
致谢

(3)变半径马鞍形弯梁的冲压成形及回弹行为研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 轨道车辆结构材料的选择
    1.3 冲压成形的缺陷
    1.4 冲压成形回弹的研究现状
        1.4.1 国外冲压成形回弹问题研究
        1.4.2 国内冲压成形回弹问题研究
        1.4.3 冲压成形回弹的影响因素
        1.4.4 冲压成形回弹的控制方法
    1.5 选题意义和主要内容
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 主要研究内容
第2章 塑性理论与有限元仿真数值模拟
    2.1 冲压成形塑性理论
        2.1.1 弹塑性本构关系
        2.1.2 屈服准则
        2.1.3 塑性流动规律
        2.1.4 塑性硬化规则
    2.2 有限元计算理论及发展
        2.2.1 有限元数值模拟思想
        2.2.2 板料成形数值模拟技术
    2.3 有限元模型建立
        2.3.1 几何模型的建立
        2.3.2 材料模型的建立
    2.4 有限元求解方法
        2.4.1 静态隐式算法
        2.4.2 动态显式算法
        2.4.3 显/隐式组合算法
    2.5 单元技术和网格划分
        2.5.1 单元模型
        2.5.2 网格划分
    2.6 回弹分析建模方法
    2.7 接触模型和边界条件
        2.7.1 接触处理
        2.7.2 边界处理
    2.8 ABAQUS有限元模拟仿真平台
    2.9 本章小结
第3章 变半径马鞍形弯梁成形的展开料优化
    3.1 变半径马鞍形弯梁成形过程
    3.2 矩形展开料成形缺陷
        3.2.1 矩形展开料成形的尺寸缺陷
        3.2.2 矩形展开料缺陷的原因分析
    3.3 展开料的优化方案设计
        3.3.1 展开料的形状和尺寸优化
        3.3.2 展开料的优化方案模拟结果
    3.4 本章小结
第4章 变半径马鞍形弯梁的回弹数值模拟
    4.1 弯梁的纵向轮廓回弹和数值模拟
        4.1.1 过渡半径组合优化方案
        4.1.2 过渡半径组合优化结果分析
    4.2 弯梁的横向截面回弹和数值模拟
        4.2.1 模具圆角半径的影响
        4.2.2 模具间隙的影响
        4.2.3 摩擦系数的影响
    4.3 本章小结
第5章 变半径马鞍形弯梁的整体回弹补偿
    5.1 正交试验设计
    5.2 正交试验结果分析
    5.3 模拟试验参数验证
        5.3.1 参数组合方案的模拟验证
        5.3.2 参数组合方案的试验验证
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
硕士期间科研成果
致谢

(4)直齿轮精锻复合成形关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究的背景和意义
    1.2 直齿轮精锻复合成形工艺研究现状
        1.2.1 直齿轮热精锻复合成形工艺
        1.2.2 直齿轮温精锻复合成形工艺
        1.2.3 直齿轮冷精锻复合成形工艺
    1.3 直齿轮塑性成形质量及精度控制
    1.4 研究的内容
    1.5 本章小结
2 工艺分析及模具设计
    2.1 直齿轮成形工艺概述
    2.2 研究对象分析
    2.3 直齿轮复合成形工艺分析
    2.4 模具结构设计
        2.4.1 热膨胀量计算
        2.4.2 温锻型腔尺寸计算
        2.4.3 模具关键部件设计
    2.5 本章小结
3 有限元数值模拟分析
    3.1 塑性变形问题基本假设
    3.2 刚塑性材料变形基本方程
    3.3 刚粘塑性有限元变分原理
    3.4 DEFORM-3D软件介绍
    3.5 有限元模型的建立
    3.6 数值模拟参数设置
    3.7 模拟结果分析
        3.7.1 变形过程分析
        3.7.2 速度场分布分析
        3.7.3 应力场分布分析
        3.7.4 温度场分布分析
        3.7.5 成形载荷分析
    3.8 本章小结
4 工艺参数多目标优化设计
    4.1 响应面法优化方法介绍
    4.2 工艺参数对结果的影响
        4.2.1 摩擦系数对残余应力和成形力的影响
        4.2.2 下压速度对残余应力和成形力的影响
        4.2.3 挤压温度对残余应力和成形力的影响
    4.3 工艺优化实验设计
        4.3.1 工艺参数的选择
        4.3.2 实验设计
        4.3.3 响应面模型的建立
    4.4 响应面分析
    4.5 齿轮挤压工艺参数优化与验证
    4.6 本章小结
5 直齿轮复合挤压成形力计算
    5.1 齿轮挤压成形力研究概述
    5.2 主应力法基本原理
    5.3 主应力法计算成形力
        5.3.1 .非齿形变形区成形力计算
        5.3.2 齿形变形区成形力计算
        5.3.3 芯棒间隙数学模型计算
    5.4 计算结果模拟验证
    5.5 本章小结
6 基于参数优化后的生产模拟研究
    6.1 仿生产数值模拟参数设定
        6.1.1 仿真模型的建立
        6.1.2 生产材料的应力-应变曲线
        6.1.3 坯料和模具初始温度设计
    6.2 数值模拟成形结果分析
    6.3 齿形充填评估
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 论文总结
    7.2 研究展望
攻读硕士期间参加的科研项目及发表的学术论文
致谢
参考文献
附录

(5)TA2/T2钛铜双金属复合管绕弯的截面畸变及填充研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 实验方法研究现状
        1.3.2 数值解析法研究现状
        1.3.3 有限元数值模拟研究现状
    1.4 钛铜复合管绕弯成形方式及主要缺陷
    1.5 本文主要研究内容
第二章 复合管绕弯变形规律研究基础和方法
    2.1 引言
    2.2 数控弯管基本理论
    2.3 实验研究基础
        2.3.1 实验材料性能
        2.3.2 实验设备参数及模具
        2.3.3 数据测量与处理
        2.3.4 摩擦系数测定
    2.4 有限元数值模拟理论
        2.4.1 弹塑性有限元增量理论
        2.4.2 刚塑性有限元增量理论
        2.4.3 有限元方程数值求解法
    2.5 本章小结
第三章 复合管数控绕弯成形有限元模型及应变规律研究
    3.1 引言
    3.2 钛铜复合管绕弯成形有限元建模关键技术处理
        3.2.1 几何模型的建立
        3.2.2 材料模型的建立
        3.2.3 边界条件的处理
        3.2.4 网格划分及单元选取
    3.3 模型的可靠性验证
        3.3.1 试验条件
        3.3.2 截面畸变模拟与试验对比
        3.3.3 回弹角模拟与试验对比
    3.4 钛铜双金属复合管绕弯成形应变规律研究
        3.4.1 复合管切向应变结果与讨论
        3.4.2 复合管厚向应变结果与讨论
        3.4.3 复合管三向应变结果与讨论
    3.5 本章小结
第四章 工艺参数对钛铜双金属复合管截面畸变规律影响及填充研究
    4.1 引言
    4.2 填充条件对钛铜双金属复合管绕弯截面畸变的影响
        4.2.1 芯棒伸出量的影响
        4.2.2 芯头个数的影响
        4.2.3 弹性芯模对钛铜双金属复合管绕弯截面畸变的影响
    4.3 侧推对钛铜双金属复合管绕弯截面畸变规律的影响
        4.3.1 侧推速度的影响
        4.3.2 侧推摩擦的影响
    4.4 弯管角度对钛铜双金属复合管绕弯截面畸变影响
    4.5 使截面畸变最小的最佳参数组合的获取
        4.5.1 研究因素及其水平的确定
        4.5.2 正交表的选取和试验方案的制定
        4.5.3 虚拟试验结果分析
    4.6 本章小结
第五章 钛铜双金属复合管绕弯尺寸效应下的截面畸变研究
    5.1 引言
    5.2 不同复合管外径下的截面畸变
    5.3 不同基-覆壁厚下复合管的截面畸变
        5.3.1 不同覆管厚度的影响
        5.3.2 不同基管壁厚的影响
    5.4 相同直径壁厚比下复合管的截面畸变
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

(6)基于回弹比矩阵的双曲度板成形回弹描述和补偿(论文提纲范文)

摘要
abstract
主要符号说明
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 板材的塑性变形
        1.2.2 板材冷加工工艺
        1.2.3 双曲度板成形回弹
        1.2.4 双曲度板材成形数值模拟
        1.2.5 双曲度板的回弹补偿算法
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本文研究思路
第2章 双曲度板成形回弹分析
    2.1 回弹比矩阵相关概念和计算
        2.1.1 回弹比
        2.1.2 回弹比矩阵
        2.1.3 回弹比特征量
    2.2 典型双曲度板材的回弹差异分析
        2.2.1 基本假设
        2.2.2 帆形板与马鞍形板的回弹差异分析
        2.2.3 帆形板与马鞍形板的回弹比特征量差异分析
    2.3 本章小结
第3章 基于 ANSYS/LS-DYNA 的双曲度板材回弹仿真
    3.1 三维数控弯板机成形方式
    3.2 模型建立和相关参数
    3.3 网格划分和材料模型
    3.4 接触和约束处理
    3.5 自动识别建模
    3.6 对应下压头中心的板材节点序号提取
    3.7 仿真结果数据处理
    3.8 本章小结
第4章 双曲度板材成形回弹实验的结果描述
    4.1 单曲度板材实验的回弹描述
    4.2 双曲度板材冲压成形回弹实验
    4.3 双向曲率相同的双曲度板实验的回弹描述
    4.4 双向曲度不同的双曲度板材回弹
    4.5 本章小结
第5章 回弹比矩阵在回弹补偿中的应用
    5.1 基于回弹比矩阵的回弹补偿算法
    5.2 补偿算法的对比分析
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 本文创新点
    6.3 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

(7)直齿锥齿轮多步精密锻造成形有限元分析与工艺研究(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 齿轮精密锻造概述
    1.2 直齿锥齿轮精密锻造研究现状
    1.3 研究背景及意义
    1.4 研究内容
第二章 金属成形理论与模具磨损模型构建
    2.1 金属成形理论
    2.2 模具磨损模型构建
    2.3 本章小结
第三章 一步成形工艺分析与正交试验
    3.1 直齿锥齿轮工艺分析
    3.2 有限元分析模型建立
    3.3 正交模拟方案设计与仿真试验
    3.4 一步成形结果分析
    3.5 本章小结
第四章 直齿锥齿轮分步成形工艺设计
    4.1 分步锻造工艺设计
    4.2 分步锻造工艺可行性验证
    4.3 基于修正后磨损模型的各模具磨损值
    4.4 本章小结
第五章 模型腔精确设计
    5.1 齿形腔精确设计方法
    5.2 冷锻精整齿形腔的精确设计
    5.3 冷锻模型腔回弹仿真分析
    5.4 冷锻工件回弹仿真分析
    5.5 冷锻模具齿形腔的精确设计
    5.6 本章小结
第六章 多步成形模拟与基于精确模腔试验结果对比
    6.1 试验与模拟结果对比
    6.2 模具磨损结果分析
    6.3 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文
致谢

(9)直梁靠模成形及回弹变分原理问题的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 塑性成形及回弹理论的发展概述
    1.3 直梁靠模弯曲成形及回弹问题的求解方法
    1.4 边界待定问题及变分原理
        1.4.1 边界待定问题简述
        1.4.2 变分原理
    1.5 研究直梁靠模成形及其回弹问题的目的和意义
    1.6 论文的研究内容
第2章 弯曲直梁的基本公式及泛函的变分计算
    2.1 直梁受力弯曲时的基本公式
    2.2 曲率与截面分布弯矩的关系
    2.3 直梁的变形势能及余能
    2.4 泛函边界待定的变分问题
        2.4.1 泛函(?)的变分问题
        2.4.2 泛函的变分问题
    2.5 本章小结
第3章 直梁靠模成形的变分原理
    3.1 横截面的弯矩计算
    3.2 弯曲应变能计算
    3.3 弯曲余能计算
    3.4 由应变能计算余能和由余能计算应变能
        3.4.1 由应变能计算余能
        3.4.2 由余能计算应变能
    3.5 直梁靠模成形的最小势能原理
    3.6 直梁靠模成形的最小余能原理
    3.7 数值计算
    3.8 有限元模拟
    3.9 结果分析
    3.10 本章小结
第4章 直梁的回弹变分原理
    4.1 基本方程
    4.2 直梁回弹反耦联系统和对应的方程
    4.3 回弹最小势能原理
    4.4 回弹最小余能原理
    4.5 回弹变分原理
    4.6 数值计算
    4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介

(10)弯曲回弹变分原理及其数值模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 弯曲回弹的理论研究
    1.3 弯曲回弹的实验研究
    1.4 板料成形回弹的数值模拟研究现状
        1.4.1 回弹计算的有限元法
        1.4.2 其它提高弯曲回弹预测精度的方法
    1.5 回弹的控制与补偿方法
        1.5.1 弯曲成形中的回弹控制方法
        1.5.2 复杂拉延成形中的回弹控制和补偿方法
    1.6 本文的选题意义及主要研究内容
第2章 板料成形回弹及其数值模拟
    2.1 引言
    2.2 板料成形回弹理论分析
        2.2.1 板料回弹产生的原因
        2.2.2 弯曲过程的应力分析
        2.2.3 弯曲时的回弹
        2.2.4 弯曲回弹影响因素
    2.3 板料成形回弹数值模拟
        2.3.1 冲压计算模型
        2.3.2 板料成形的有限元动力显式算法
        2.3.3 料成形后的回弹静力隐式计算法
        2.3.4 材料模型
        2.3.5 接触处理
    2.4 本章小结
第3章 小变形弯曲直梁回弹最小势能原理及其有限元法
    3.1 引言
    3.2 回弹势能原理与回弹广义势能原理
        3.2.1 弹性力学基本方程
        3.2.2 回弹反耦联系统和反耦联方程
        3.2.3 回弹势能原理
        3.2.4 广义回弹势能原理
    3.3 直梁弯曲回弹最小势能原理
        3.3.1 直梁弯曲的回弹反耦联系统和方程
        3.3.2 直梁弯曲回弹最小势能原理
    3.4 直梁弯曲回弹有限元法
    3.5 算例验证
    3.6 实验验证
    3.7 本章小结
第4章 大挠度直梁弯曲回弹变分原理及其有限元法
    4.1 引言
    4.2 大挠度直梁弯曲的基本方程
        4.2.1 几何方程
        4.2.2 平衡方程
        4.2.3 边界条件
    4.3 成形—回弹反耦联方程
        4.3.1 成形体直梁的平衡方程和边界条件
        4.3.2 回弹体直梁的平衡方程和边界条件
    4.4 大挠度直梁弯曲回弹势能原理
    4.5 大挠度直梁弯曲广义回弹势能原理
    4.6 大挠度直梁弯曲回弹余能原理
    4.7 大挠度直梁弯曲广义回弹余能原理
    4.8 大挠度直梁弯曲回弹有限元法
    4.9 算例验证
    4.10 大挠度板材弯曲回弹余能原理
        4.10.1 反耦联方程
        4.10.2 大挠度弯曲板材的回弹余能原理
    4.11 本章小结
第5章 板料弯曲回弹预测
    5.1 引言
    5.2 弯曲成形回弹数值模拟
        5.2.1 板料拉伸实验
        5.2.2 有限元模型
    5.3 控制U 形件弯曲成形回弹的冲头圆弧半径的确定
        5.3.1 常用的控制U 形件回弹方法
        5.3.2 凸模圆弧半径的确定
    5.4 板料弯曲实验
    5.5 本章小结
第6章 板料弯曲回弹补偿
    6.1 引言
    6.2 修正模具型面补偿回弹的方法
    6.3 模具型面循环位移补偿法
    6.4 循环位移补偿模具型面的算例
        6.4.1 有限元模型
        6.4.2 补偿模具型面过程
    6.5 实验验证
    6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介

四、金属成形过程的回弹变分原理(论文参考文献)

  • [1]镁合金板辊弯成形回弹预测研究[D]. 暴杰. 北方工业大学, 2021(01)
  • [2]基于ABAQUS软件的预埋槽道辊弯工艺研究[D]. 孙书敏. 齐鲁工业大学, 2021(09)
  • [3]变半径马鞍形弯梁的冲压成形及回弹行为研究[D]. 狄超. 吉林大学, 2020(08)
  • [4]直齿轮精锻复合成形关键技术研究[D]. 王士灿. 华北水利水电大学, 2020(01)
  • [5]TA2/T2钛铜双金属复合管绕弯的截面畸变及填充研究[D]. 施伟. 江苏大学, 2020
  • [6]基于回弹比矩阵的双曲度板成形回弹描述和补偿[D]. 赵涵. 武汉理工大学, 2020(08)
  • [7]直齿锥齿轮多步精密锻造成形有限元分析与工艺研究[D]. 陈云. 苏州大学, 2019(04)
  • [8]靠模成形直梁回弹变形的变分原理及其应用[J]. 陈英杰,宋锦威,吴静瑶,雷周. 应用力学学报, 2017(02)
  • [9]直梁靠模成形及回弹变分原理问题的研究[D]. 刘冠雄. 燕山大学, 2012(11)
  • [10]弯曲回弹变分原理及其数值模拟研究[D]. 李文平. 燕山大学, 2006(08)

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金属成形过程中的变分回弹原理
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