變薄旋壓工藝數(shù)值模擬及實驗分析.pdf

1、旋壓技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于回轉(zhuǎn)體工件的加工，例如車輪、燈罩、導(dǎo)彈外殼等。在生產(chǎn)過程中坯料易產(chǎn)生拉裂、起皮、鼓包等工藝缺陷，因此對旋壓成形機(jī)理和變形規(guī)律的研究成為亟待解決的關(guān)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(jìn)行了數(shù)值模擬，結(jié)合實驗研究了旋壓變形機(jī)理，分析了工藝參數(shù)對成形過程和工件質(zhì)量的影響。
　　本文首先分析了旋壓生產(chǎn)的工藝特點，基于塑性變形理論及有限元技術(shù)，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(wǎng)格和面網(wǎng)格的優(yōu)劣，利用旋輪軸、數(shù)組和坐標(biāo)運算，解決了接觸、旋輪運動軌跡描述等多個關(guān)鍵問題，并對運算過程中易出現(xiàn)的數(shù)據(jù)中斷問題進(jìn)行了調(diào)整。分別采取調(diào)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(jìn)了模擬中存在的負(fù)體積、穿透、網(wǎng)格畸變嚴(yán)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(shù)的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　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(yīng)力應(yīng)變規(guī)律，并分析了工藝參數(shù)對旋壓成形的影響。在錐形件旋壓成形過程中，分析了應(yīng)力應(yīng)變對坯料中心孔及整體成形精度的影響、坯料內(nèi)外表面應(yīng)變差異；同時也分析了進(jìn)給率、偏離率等工藝參數(shù)對應(yīng)力應(yīng)變及工件成形質(zhì)量的影響，解釋了起皮、拉裂等缺陷的產(chǎn)生原因。在車輪輪輻成形過程中，獲得了應(yīng)力應(yīng)變的分布，分析了旋輪圓角半徑、旋輪安裝角和主軸轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)對應(yīng)力應(yīng)變、壁厚及壁厚減薄率的影響，預(yù)測了過度減薄和開裂等缺陷易產(chǎn)生的位置。