無芯模旋壓回彈變形特性及多道次軌跡規(guī)劃方法仿真研究.pdf

1、旋壓技術(shù)作為一種典型的連續(xù)局部塑性成形技術(shù)，其無屑加工原理以及優(yōu)秀的加工性能成為高質(zhì)、高精復(fù)雜曲面件制造的有力手段，目前已廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶工業(yè)、汽車覆蓋件和家電等生產(chǎn)行業(yè)。而隨著當(dāng)代“審美泛化”，各類個性化及中小批量化產(chǎn)品需求日益增加，傳統(tǒng)旋壓已無法滿足此類需求;無芯模旋壓即以此為契機，通過消除傳統(tǒng)旋壓對特定芯模的限制以提高其加工柔性及適應(yīng)性，有效彌補傳統(tǒng)旋壓不足。本文基于仿真分析模型，通過對于無芯模旋壓回彈特性及旋輪軌跡規(guī)劃方

2、法的分析研究，揭示無芯模旋壓自由變形機理并為其后續(xù)工業(yè)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　基于ANSYS/LS-DYNA有限元軟件構(gòu)建無芯模旋壓成形及回彈工藝綜合仿真模型，利用顯式動態(tài)方法構(gòu)建無芯模旋壓成形工藝仿真模型，利用隱式靜態(tài)方法構(gòu)建成形后坯料回彈工藝模型，為后續(xù)深入研究無芯模旋壓工藝變形機理及回彈特性奠定基礎(chǔ)。
　　通過仿真模型進(jìn)行大量仿真試驗，提取模型應(yīng)力應(yīng)變等關(guān)鍵參數(shù)，分析了無芯模旋壓過程中坯料應(yīng)力應(yīng)變分布狀態(tài)以及回彈特性機理;

3、無芯模旋壓變形區(qū)應(yīng)力狀態(tài)與普通旋壓類似，但比普通旋壓有更復(fù)雜的彎曲狀態(tài)與應(yīng)力應(yīng)變波動產(chǎn)生，原因在于坯料末端自由變形，理論上可通過加裝輔助旋輪進(jìn)行控制。同時無芯模旋壓回彈主要由成形后整體回彈（與傳統(tǒng)沖壓工藝回彈現(xiàn)象類似）與成形過程中成形區(qū)變形造成已成形部分的局部回彈構(gòu)成。
　　基于曲線幾何設(shè)計方法，研究復(fù)雜曲面件曲線表達(dá)方法及適應(yīng)于無芯模旋壓工藝的曲線控制參數(shù)（偏轉(zhuǎn)角及相對偏轉(zhuǎn)角）提取;通過試驗設(shè)計方法設(shè)計相關(guān)仿真試驗，分析研究各控

4、制參數(shù)對于板料回彈的影響關(guān)系，獲取給定工況下無芯模旋壓旋輪軌跡合適的絕對偏轉(zhuǎn)角以及相對偏轉(zhuǎn)角選取區(qū)間，同時建立相關(guān)影響模型，實現(xiàn)無芯模旋壓回彈特性的定量性分析，為后續(xù)旋輪多道次軌跡規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。
　　將曲線幾何設(shè)計方法與普通旋壓工藝特性相結(jié)合，基于最適偏轉(zhuǎn)角區(qū)間實現(xiàn)對于復(fù)雜曲面件多道次無芯模旋壓道次數(shù)及中間道次軌跡設(shè)計;在此基礎(chǔ)上，通過獲取的偏轉(zhuǎn)角-回彈影響模型，實現(xiàn)對于規(guī)劃軌跡的補償修正，最終實現(xiàn)復(fù)雜曲面件無芯模旋壓多道次軌跡有