导读:本文包含了柔性压边论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:板材成形,多点成形,柔性压边,数值模拟
柔性压边论文文献综述
林坚磊[1]（2019）在《板材柔性压边多点成形工艺及其数值模拟研究》一文中研究指出板材冲压成形是现代工业生产中重要组成部分,其具有尺寸精度高、生产周期短、加工效率高、易于实现机械化和自动化等优点。对于具有复杂形状或变形量较大的零件冲压成形,由于板材各部分的流动量不同,易产生起皱、拉裂等缺陷,通常采用压边装置限制板材流动来抑制起皱、拉裂等缺陷。传统的压边方法,不符合板材自身所受应力的需要,金属流动往往受到限制,容易造成金属堆积或者减少,产生起皱或者拉裂等缺陷。柔性压边多点成形技术是多点成形与柔性压边工艺相结合的一种板材成形方法。多点成形可以快速成形叁维复杂曲面件,能够降低模具生产成本,缩短工件生产周期,可实现板材快速、柔性成形。柔性压边装置由压边条(或压边圈)和离散压边块(或液压缸)组成。在压边成形过程中,可根据成形件形状,合理布置压边块位置,适当改变压边力的大小,使成形件的应力应变及厚度分布更加均匀。本文的主要研究内容与结论如下:(1)柔性压边多点成形原理及拉深成形力学分析以盒形件为研究对象,探讨了柔性压边多点成形工艺的设计思想和技术特点,进行了拉深成形理论分析;根据盒形件成形特点和冲压成形过程中的受力不均匀特征;对其进行几何形状分区并受力分析,分析研究各个区域成形过程中的应力应变状态。(2)柔性压边多点成形工艺实验探讨了柔性压边多点成形工艺的设计思想和成形原理,对成形工艺进行实验研究,证实这种成形方法的可行性及成形优势。实验过程中,采用柔性压边装置和多点模冲压成形,对比分析成形实验件。结果表明:成形相同深度盒形件时,在适当压边力组合、压边条厚度越大以及压边条分层越多组合方式下,可以获得最优成形件。(3)柔性压边多点成形有限元模型的建立基于板材塑性成形理论,探讨了板材变形时的屈服准则和塑性流动准则;根据薄板大挠度塑性变形,研究了动力有限元分析基本方程和虚功原理。基于有限元理论建立柔性压边多点成形有限元模型,介绍了有限元模型建立过程,包括定义几何模型中的接触条件、摩擦类型、载荷大小及边界约束条件以及各部件网格划分;为板材柔性压边多点成形过程的数值模拟研究奠定基础。(4)压边条参数对柔性压边多点成形的影响建立不同参数压边条有限元模型,系统研究了压边条不同的分层方式、厚度以及材质对成形结果的影响。研究结果表明:使用压边条比不使用压边条获得的成形件质量好;相同厚度压边条,被分层数越多,应力应变及厚度分布越均匀,板材流动越合理;采用不同材质压边条压边成形时,弹性模量较大的65Mn弹簧钢比2024-O获得的成形件应力应变分布均匀,控制起皱现象明显,成形深度也更大。(5)压边力参数对柔性压边多点成形的影响通过数值模拟方法研究了不同的压边载荷和摩擦系数对柔性压边多点成形的影响。结果表明:压边载荷在0.1-3MPa区间范围内,随着压边力的增大,成形件应力应变以及板材厚度分布趋于均匀,成形件质量变好;摩擦系数在0.05-0.5区间范围内,随着摩擦系数的增大,成形件应力分布区间减小,厚度分布更为均匀,且当摩擦系数为0.5时,出现了拉裂现象。因此,选用合理的压边载荷和摩擦系数,才能获得应力应变分布均匀,减薄率较小的成形件。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-05-01）
李连成[2]（2017）在《薄板柔性压边冲压成形数值模拟研究》一文中研究指出压边成形是常用的薄板成形工艺,在制造业中被广泛应用。随着时代的发展,对应用于交通工具、建筑行业和航空航天器等制造领域的叁维曲面件的成形需求在急剧增加。传统的压边成形工艺在成形曲率较大的叁维曲面件时,模具制造费用高、周期长,而且常常出现起皱、拉裂等成形缺陷,严重地制约着工业化生产;急需一种新型的成形工艺能够抑制成形缺陷的出现、提高成形质量、提高生产效率和降低生产成本。因此,研究新型、有效的柔性成形工艺具有重要的意义。柔性压边冲压成形是一种新型的柔性成形工艺,其基本原理是使用柔性压边装置代替传统的刚性压边装置,利用传统的整体模具或多点数字化模具完成曲面工件的冲压成形。柔性压边冲压成形工艺具有柔性高、成形尺寸大和成形质量好等特点。本文使用有限元软件Abaqus建立了柔性压边冲压成形有限元模型,对球形件和半管的柔性压边冲压成形过程进行研究,预测板料出现起皱缺陷的条件,开展工艺参数对成形结果影响的研究,并进行了相关实验验证,为柔性压边冲压成形提供理论指导。本文的主要研究内容和结论如下:1、柔性压边成形原理和特点分析了常见的板材柔性成形技术的成形原理和国内外研究现状,提出结合多点数字化模具和离散压边成形的柔性压边冲压成形,研究了柔性压边成形过程,阐述了薄板塑性成形数值模拟的有限元方程及相关问题,建立了柔性压边成形有限元模型,对球形件在相同条件下进行了数值模拟和柔性压边成形实验。结果表明:实验结果与模拟结果吻合较好,验证了柔性压边成形有限元模型的正确性。2、球形件的柔性压边成形研究研究了薄板柔性压边成形过程数值模拟的有限元理论及动力学显式有限元方法,建立了柔性压边冲压成形有限元模型,并针对有限元建模过程中关键参数的选择进行了介绍,如单元类型、接触模型、摩擦条件、加载情况等。开展了球形件的无压边与柔性压边成形数值模拟和成形实验,证明了柔性压边成形比无压边成形能够有效控制板料流动,抑制成形过程中的起皱缺陷。3、柔性压边成形过程中压边块的作用研究比较使用柔性压边装置和不使用柔性压边装置两种情况下的厚度分布情况,讨论柔性压边对成形的影响。实验结果表明,使用柔性压边装置可以有效抑制成形皱纹,与数值模拟的结果一致;对球形件的柔性压边成形进行了数值模拟分析,比较使用压边条和不使用压边条两种情况下的应力和厚度分布情况,讨论压边条对成形结果的影响。模拟结果表明,使用压边条可以有效抑制成形皱纹;采用通用数值模拟软件Abaqus对柔性拉边成形进行有限元模型的建立。比较柔性压边成形和柔性拉边成形两种情况下的应力、应变和厚度分布情况,讨论柔性压边成形和柔性拉边成形对成形结果的影响。模拟结果表明,柔性压边成形比柔性拉边成形可以更有效抑制成形皱纹。4、柔性压边成形过程中压边块尺寸对成形的影响分别对对长度为24mm系列和50mm系列的压边块对成形结果的影响进行了数值模拟分析,比较成形件的应力、应变和厚度分布情况。模拟结果表明,使用24×10mm和50×10mm的压边块可有效抑制起皱缺陷,避免应力集中现象,并且能使有效成形区的应变分布更加均匀,减小最大厚度减薄率,使有效成形区域的厚度分布更加均匀;通过分析得出使用24×10mm的成形效果较好。实验结果表明,使用24×10mm压边块时抑制成形缺陷的效果最好,与数值模拟的结果一致。5、柔性压边成形过程中压边条的数值模拟对压边条层数对成形的结果影响进行了数值模拟分析,比较使用一层、二层和叁层压边条的叁种情况下的应力、应变和厚度分布情况,分析成形件抑制起皱能力,讨论压边条层数对成形的结果影响。模拟结果表明,使用叁层压边条时成形结果最好;对压边条材质对成形的结果影响进行了数值模拟分析,比较两种材质多种组合时的应力、应变和厚度分布情况,分析对成形缺陷的抑制情况,讨论压边条材质对成形的结果影响。模拟结果表明,材质为65Mn弹簧钢时,成形效果最佳;对压边条分层对成形的结果影响进行了数值模拟分析,在压边条厚度不变的情况下,分别对一层、二层和叁层压边条叁种情况下的应力、应变和厚度分布情况,分析成形件出现的起皱缺陷的情况,讨论压边条分层对成形的结果影响。模拟结果表明,使用3层1mm厚压边条进行成形时,可以得到各项指标较好的成形件。实验结果表明,使用3层1mm厚的压边条成形时效果最佳,与数值模拟的结果一致;对压边条组合对成形的结果影响进行了数值模拟分析,对比了多种组合时的应力、应变和厚度分布情况,分析对起皱缺陷的抑制情况,讨论压边条宽度对成形的影响。模拟结果表明,在相同条件下,使用较宽的压边条可以获得高质量的成形件。6、柔性压边成形的其它工艺参数对成形结果影响的数值模拟研究对摩擦系数、对成形的结果影响进行了数值模拟分析,比较μ=0.05、μ=0.10、μ=0.20、μ=0.30和μ=0.40时的5种情况下的应力、应变和厚度分布情况,分析成形件的成形质量,讨论摩擦系数对成形的结果影响。模拟结果表明,摩擦系数μ=0.05时可得到高质量的成形件;对薄板的材质对成形的结果影响进行了数值模拟研究,比较材质为304不锈钢、1010钢和2024-O叁种情况下的应力、应变和厚度分布情况,分析成形件的成形缺陷出现情况,讨论板材材质对成形的结果影响。模拟结果表明:使用304不锈钢和1010钢时可以获得高质量的成形件;使用2024-O时,成形件出现破裂缺陷,需要调整模型参数;对压边力对成形的结果影响进行了数值模拟分析,比较压边力为2MPa、5MPa和10MPa时的3种情况下的应力、应变和厚度分布情况,分析成形件抑制成形缺陷的情况,讨论压边力对成形的结果影响。模拟结果表明:压边力为5MPa时,可以有效抑制起皱缺陷,得到在有效成形区域内应力、应变和厚度分布均匀、最大减薄比小的高质量的成形件。7、半管的柔性压边成形数值模拟采用通用数值模拟软件Abaqus对半管的柔性压边成形进行有限元模型的建立,分别对半管的整体压边成形和柔性压边成形时,成形件的厚度和应力分布情况,结果表明:对于半管成形,柔性压边成形效果要好于整体压边成形;研究了内侧压边力分别为5MPa和7.5MPa时,成形件的厚度、应力分布情况和抑制起皱的效果,讨论内侧压边力对成形的影响,结果表明:内侧压边力的增加有助于抑制板料流动,从而抑制内侧板料起皱;对比了上下模具间隙分别为0.05mm和0.5mm时,成形件的厚度、应分分布情况,研究上下模间隙对成形结果的影响,结果表明:减小上下模具间隙,可以抑制成形件出现起皱,降低应力分布范围,使板厚分布更均匀;分析了下模倒角半径为3mm和6mm时,成形件的相关情况,研究下模倒角对成形的影响,结果表明:减小下模倒角,最大应力值、最小应力值和应力分布区间有所减小;因较小的下模倒角抑制了板料流动,使板料的最大厚度值和最大厚度减薄率增大;探讨了板材切角对成形的影响,结果表明:板料切角后,成形过程中板料流动更加均匀。成形件的应力、应变和厚度最大值,应力、应变和厚度的分布区间有所减小。使用位移加载和力加载两种情况下、采用摩擦系数分别μ=0.08和μ=0.15两种情况下和使用08Al和304不锈钢为板料材质两情况下,成形件的应力、应变和厚度分布情况,并分析了成形件的出现成形缺陷的情况,讨论了加载方式、摩擦系数和板材材质对成形结果的影响。模拟结果表明:使用位移加载和力加载对成形结果没有影响;采用摩擦系数μ=0.08进行成形时,成形件的应力和厚度分布均匀,最大厚度减薄率更小;对使用08Al和304不锈钢为材质的板料进行成形,都可以获得质量较好的成形件,半管的柔性压边成形具有一定的通用性和有效性。(本文来源于《吉林大学》期刊2017-12-01）
闫文静[3]（2013）在《薄板柔性压边多点成形过程数值模拟研究》一文中研究指出金属板料成形技术在制造业中一直占有十分重要的地位，随着板料成形在各个行业的应用愈加成熟，人们对板料制造工艺的要求也进一步提高。然而传统的加工单一品种的刚性生产方式其生产准备的周期较长，费用较高，难以适应多品种小批量生产，因此，具有高柔性和高效率的无模成形方式渐渐成为了世界冲压技术及装备发展的主要潮流。同时，大变形量叁维曲面件的加工成形得到越来越多人的关注，此类件对加工方法和加工质量的要求也越来越高，因此，具有柔性压边作用的多点成形方式开始运用到日常的生产制造中，该压边方式与传统的刚性压边方式相比较具有巨大的优越性。本文主要对比研究了刚性压边和柔性压边方式下成形件质量差异，通过建立两种压边方式下的有限元模型，对比分析了两种压边方式下起皱和拉裂现象；同时，针对柔性压边多点成形，系统分析了压边力、板料材质、板料厚度和压边圈厚度对成形件质量和压边圈柔性的影响。再次，对比分析了柔性压边方式下施加均匀压边力和非均匀压边力对板料成形质量和压边圈柔性的影响，并讨论了非均匀压边力的最佳施加方案；最后，采用隐式计算方法计算了刚性压边、施加均匀压边力时的柔性压边以及施加非均匀压边力时的柔性压边方式下成形件的回弹量，纵向比较了刚性压边和柔性压边对成形件回弹的影响，横向比较了柔性压边方式下均匀压边力和非均匀压边力对成形件回弹的影响。研究表明，相比刚性压边方式，柔性压边方式可以更好的避免起皱和拉裂现象的发生，有利于成形大变形量叁维曲面件；同时，合适的压边力是柔性压边成形的关键因素，在压边力一定的情况下，压边圈的厚度和板料厚度对压边圈柔性有十分重要的影响。通过回弹数值模拟可知，采用柔性压边方式可有效的减小回弹；压边力分布是否均匀对回弹的影响不大，然而采用非均匀压边力分布方式时，成形件回弹后的应力释放较为彻底，应力分布也更为均匀。(本文来源于《吉林大学》期刊2013-05-01）
李连成,李渊婷,李明哲[4]（2013）在《板料柔性拉边成形与压边成形方式的比较》一文中研究指出柔性拉边成形是在已有冲压成形工艺的基础上结合柔性拉形原理诞生的一种新型板料柔性成形方法。用柔性拉边技术代替传统压边技术,可实现球形件、鞍形件、盒形件、非规则曲面件及带凸台曲面件等叁维曲面件的柔性成形。探讨柔性拉边成形原理及工艺,建立柔性拉边成形过程的有限元模型;为验证柔性拉边成形工艺的可行性和通用性,建立鞍形件多点模具成形及带凸台曲面件整体模具成形过程的有限元模型,通过对比分析拉边成形和压边成形方式,研究不同成形方式对板料起皱拉裂缺陷、应力应变分布、流动及回弹情况的影响。结果表明:压边成形时,板料容易产生起皱、拉裂等缺陷,较难得到高质量的成形件;而在相同条件下,采用拉边成形方式所得成形件应力应变分布均匀、回弹小,拉边力抑制起皱、拉裂等缺陷的产生,同时板料流动更均匀。(本文来源于《机械工程学报》期刊2013年02期）
孙刚,李明哲,邓玉山,李湘吉[5]（2008）在《柔性压边和刚性压边技术在薄板类件多点成形中的对比分析》一文中研究指出对比分析刚性压边和柔性压边两种不同工艺,探讨不同的成形工艺条件对起皱模拟、破裂以及成形极限的影响。用显式动力学商用软件LS-DYNA对两种厚度的马鞍型曲面件进行数值模拟。模拟结果表明,在刚性压边成形方式下,变形量较大时成形件起皱,压边力较大时成形件破裂;但在相同条件下,用柔性压边成形工艺的成形件结果良好,而且减小压边面的宽度到原来的1/2时,通过增加压边力的方法,还可获得良好的成形效果。柔性压边工艺可大大提高板料的利用率,改善板料的成形极限,减少各种不良缺陷发生。(本文来源于《机械工程学报》期刊2008年05期）
孙刚,李明哲,李湘吉,金文姬,杨铁男[6]（2007）在《柔性和刚性压边方式防止薄板多点成形拉裂的对比分析》一文中研究指出采用有限元数值模拟方法研究了薄板鞍型件在有压边多点成形过程中的拉裂现象。提出了能够避免拉裂的柔性压边成形方式,分析了刚性压边与柔性压边成形时的成形极限和成形效果,证明柔性压边成形能够很好地解决板料起皱与拉裂之间的矛盾,并利用压边面中板料的流动分析了柔性压边成形时压边力大小与拉裂之间的关系。当采用刚性压边多点成形时,加大压边力板料可能拉裂,减小压边力板料可能起皱;而采用柔性压边多点成形方式可以有效避免起皱和拉裂,大大提高变形量,得到更好的成形结果。(本文来源于《吉林大学学报(工学版)》期刊2007年05期）
张全发,李明哲,孙刚,葛欣[7]（2007）在《板材多点成形时柔性压边与刚性压边方式的比较》一文中研究指出为了研究不同的压边方式对多点成形结果的影响,采用动力学显式有限元软件对大变形量叁维曲面多点成形过程中刚性压边与柔性压边方式进行了数值模拟,对比了二者的成形结果,并且对不同压边力时的柔性压边成形进行了探讨,研究了柔性压边方式的成形规律。结果表明,对于大变形量的叁维曲面多点成形,柔性压边方式可以成功避免拉裂和起皱成形缺陷的发生,成形质量良好。这个结果可以作为开发大变形量的多点成形压力机的理论依据。(本文来源于《吉林大学学报(工学版)》期刊2007年01期）
付文智,李明哲,邓玉山,李湘吉[8]（2006）在《多点成形中的柔性压边技术研究》一文中研究指出对于薄板类零件而言,无论是利用整体模具成形还是多点成形,影响成形零件质量的关键因素是起皱。为了防止薄板类零件成形过程中产生起皱,尽量提高薄板类零件的变形量,研制了一种适合于多点成形的新型柔性压边装置,依据成形件的工艺特点、变形大小、材料特性及其弹性模量和成形零件形状,可以确定压边力的大小,且与板料直接接触的柔性压边圈随成形零件的形状不同而有所变形。介绍了多点成形压力机专用的柔性压边装置的工作原理、工作过程、布置结构、力学分析、成形力及压边力的计算。阐述了实际使用过程中的压边力和成形力的调节方法及柔性压边力,实现了数字无级调压,通过调节柔性压边力,明显改善了薄板类零件的成形质量。(本文来源于《塑性工程学报》期刊2006年02期）
付文智,李明哲,邓玉山,李湘吉[9]（2005）在《多点成形中的柔性压边技术研究》一文中研究指出对于薄板类零件而言,无论是利用整体模具成形还是多点成形,影响成形零件质量的关键因素是起皱。为了防止薄板类零件成形过程中产生起皱,尽量提高薄板类零件的变形量,研制了一种适合于多点成形的新型柔性压边装置,依据成形件的工艺特点、变形大小、材料特性及其弹性模量和成形零件形状可以确定压边力的大小,且与板料直接接触的柔性压边圈随成形零件的形状不同而也有所变形。介绍了多点成形压力机专用的柔性压边装置的工作原理、工作过程、布置结构、力学分析、成形力及压边力的计算。阐述了实际使用过程中的压边力和成形力的调节方法及柔性压边力实现了数字无级调压,通过调节柔性压边力,明显改善薄板类零件的成形质量。(本文来源于《第九届全国塑性工程学术年会、第二届全球华人先进塑性加工技术研讨会论文集（二）》期刊2005-07-01）
徐建丽[10]（2004）在《高柔性压边多点成形过程的数值模拟研究》一文中研究指出多点成形(Multi-point forming，简称 MPF)是金属板材叁维曲面成形的一种柔性加工方法，其基本思想是将传统的整体模具离散化为规则排列、高度可调的基本体群，由基本体球头的包络面（或称基本体群成形曲面）来完成板材成形。多点成形采用计算机控制基本体的位移和速度，实现基本体群包络面的变化，从而实现板材柔性成形。它在航空航天、造船、车辆覆盖件、城市雕塑等诸多领域有广泛的应用前景。由于板类件多点成形是一个材料非线性、几何非线性的过程，分析成形件卸载后的回弹量，预测成形过程中可能产生的缺陷就变得十分复杂。而数值分析方法是金属成形中优化模具设计、预测成形缺陷及分析成形质量必不可少的工具，有限元技术则是各种数值方法中最为有效的方法。近几十年来，有限元分析在板材成形工艺分析中的应用越来越广泛。它不仅用于典型成形工艺分析及成形过程模拟，而且用于起皱、压痕等成形缺陷预测、成形件回弹计算以及用于原始坯料设计等问题。对于薄板类件多点成形过程，由于基本体和板材之间接触状态不断发生变化，加载条件复杂，应用动态显式有限元算法求解具有明显的优势。因此，本文采用动态显式有限元算法对薄板类件多点成形过程进行数值模拟。在薄板类件多点成形中，需要使用压边装置以提高成形质量。多点压机的压边装置是由上下各数十个压边缸组成，每一个压边缸都由独立的液压装置驱动，再配以合适厚度的压边圈，可以实现高柔性压边。由于使用刚性压边装置的多点成形易产生起皱、拉裂和压痕等成形缺陷，尤其是薄板类件的成形。这些缺陷严重影响工件的成形质量，制约多点成形技术的推广应用。本文借助于有限元数值模拟软件，对采用高柔性压边的多点成形过程进行了详细的数值模 58<WP=63>吉林大学硕士研究生学位论文拟研究，并与采用刚性压边的多点成形过程进行比较，分析了成形缺陷产生的原因，探讨合适的工艺参数，从而消除或减轻缺陷，提高成形质量。 本文的所做的主要工作如下： 1) 多点成形有限元模型的建立及数值模拟关键算法和参数的研究 根据动力松弛法的概念，利用中心差分法使动力方程求解显式化，并对接触和摩擦模型进行了研究；探讨了采用刚性及高柔性压边的多点成形有限元模型建立过程中的若干问题，如有限单元的选择、边界条件、虚拟成形速度对模拟结果的影响、材料模型的选择等，建立了合适的采用刚性及高柔性压边的多点成形有限元模型。 2) 针对多点成形过程，对采用刚性压边和高柔性压边的多点成形过程进行了数值模拟对比研究 对采用刚性压边成形时的成形缺陷如起皱、压痕和拉裂等进行了数值模拟。起皱是由面内压应力引起的，通常通过增加压边力来解决，但压边力增加容易导致直壁传力区的破裂以及压痕的出现。通过对分别采用刚性压边和高柔性压边的多点成形过程的模拟研究证明，采用高柔性压边装置能够有效地抑制各种成形缺陷，板材的拉裂力以及成形力都要比采用刚性压边成形时小。 3) 根据多点压机柔性压边特点，对采用高柔性压边的多点成形工艺过程进行了数值模拟研究 系统研究了采用高柔性压边装置的多点成形过程，对成形过程中影响压边圈柔性的各种工艺因素进行了模拟研究，重点探讨了压边圈厚度、板料厚度、不同材料参数和不同压边力等对成形质量的影响，并对不同参数时压边圈的柔性对板材成形质量的影响进行分析，总结出了不同工艺因素对压边圈柔性的影响规律，以及不同柔性程度的压边圈对板材成形质量的影响规律。(本文来源于《吉林大学》期刊2004-05-01）
柔性压边论文开题报告
（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：
压边成形是常用的薄板成形工艺,在制造业中被广泛应用。随着时代的发展,对应用于交通工具、建筑行业和航空航天器等制造领域的叁维曲面件的成形需求在急剧增加。传统的压边成形工艺在成形曲率较大的叁维曲面件时,模具制造费用高、周期长,而且常常出现起皱、拉裂等成形缺陷,严重地制约着工业化生产;急需一种新型的成形工艺能够抑制成形缺陷的出现、提高成形质量、提高生产效率和降低生产成本。因此,研究新型、有效的柔性成形工艺具有重要的意义。柔性压边冲压成形是一种新型的柔性成形工艺,其基本原理是使用柔性压边装置代替传统的刚性压边装置,利用传统的整体模具或多点数字化模具完成曲面工件的冲压成形。柔性压边冲压成形工艺具有柔性高、成形尺寸大和成形质量好等特点。本文使用有限元软件Abaqus建立了柔性压边冲压成形有限元模型,对球形件和半管的柔性压边冲压成形过程进行研究,预测板料出现起皱缺陷的条件,开展工艺参数对成形结果影响的研究,并进行了相关实验验证,为柔性压边冲压成形提供理论指导。本文的主要研究内容和结论如下:1、柔性压边成形原理和特点分析了常见的板材柔性成形技术的成形原理和国内外研究现状,提出结合多点数字化模具和离散压边成形的柔性压边冲压成形,研究了柔性压边成形过程,阐述了薄板塑性成形数值模拟的有限元方程及相关问题,建立了柔性压边成形有限元模型,对球形件在相同条件下进行了数值模拟和柔性压边成形实验。结果表明:实验结果与模拟结果吻合较好,验证了柔性压边成形有限元模型的正确性。2、球形件的柔性压边成形研究研究了薄板柔性压边成形过程数值模拟的有限元理论及动力学显式有限元方法,建立了柔性压边冲压成形有限元模型,并针对有限元建模过程中关键参数的选择进行了介绍,如单元类型、接触模型、摩擦条件、加载情况等。开展了球形件的无压边与柔性压边成形数值模拟和成形实验,证明了柔性压边成形比无压边成形能够有效控制板料流动,抑制成形过程中的起皱缺陷。3、柔性压边成形过程中压边块的作用研究比较使用柔性压边装置和不使用柔性压边装置两种情况下的厚度分布情况,讨论柔性压边对成形的影响。实验结果表明,使用柔性压边装置可以有效抑制成形皱纹,与数值模拟的结果一致;对球形件的柔性压边成形进行了数值模拟分析,比较使用压边条和不使用压边条两种情况下的应力和厚度分布情况,讨论压边条对成形结果的影响。模拟结果表明,使用压边条可以有效抑制成形皱纹;采用通用数值模拟软件Abaqus对柔性拉边成形进行有限元模型的建立。比较柔性压边成形和柔性拉边成形两种情况下的应力、应变和厚度分布情况,讨论柔性压边成形和柔性拉边成形对成形结果的影响。模拟结果表明,柔性压边成形比柔性拉边成形可以更有效抑制成形皱纹。4、柔性压边成形过程中压边块尺寸对成形的影响分别对对长度为24mm系列和50mm系列的压边块对成形结果的影响进行了数值模拟分析,比较成形件的应力、应变和厚度分布情况。模拟结果表明,使用24×10mm和50×10mm的压边块可有效抑制起皱缺陷,避免应力集中现象,并且能使有效成形区的应变分布更加均匀,减小最大厚度减薄率,使有效成形区域的厚度分布更加均匀;通过分析得出使用24×10mm的成形效果较好。实验结果表明,使用24×10mm压边块时抑制成形缺陷的效果最好,与数值模拟的结果一致。5、柔性压边成形过程中压边条的数值模拟对压边条层数对成形的结果影响进行了数值模拟分析,比较使用一层、二层和叁层压边条的叁种情况下的应力、应变和厚度分布情况,分析成形件抑制起皱能力,讨论压边条层数对成形的结果影响。模拟结果表明,使用叁层压边条时成形结果最好;对压边条材质对成形的结果影响进行了数值模拟分析,比较两种材质多种组合时的应力、应变和厚度分布情况,分析对成形缺陷的抑制情况,讨论压边条材质对成形的结果影响。模拟结果表明,材质为65Mn弹簧钢时,成形效果最佳;对压边条分层对成形的结果影响进行了数值模拟分析,在压边条厚度不变的情况下,分别对一层、二层和叁层压边条叁种情况下的应力、应变和厚度分布情况,分析成形件出现的起皱缺陷的情况,讨论压边条分层对成形的结果影响。模拟结果表明,使用3层1mm厚压边条进行成形时,可以得到各项指标较好的成形件。实验结果表明,使用3层1mm厚的压边条成形时效果最佳,与数值模拟的结果一致;对压边条组合对成形的结果影响进行了数值模拟分析,对比了多种组合时的应力、应变和厚度分布情况,分析对起皱缺陷的抑制情况,讨论压边条宽度对成形的影响。模拟结果表明,在相同条件下,使用较宽的压边条可以获得高质量的成形件。6、柔性压边成形的其它工艺参数对成形结果影响的数值模拟研究对摩擦系数、对成形的结果影响进行了数值模拟分析,比较μ=0.05、μ=0.10、μ=0.20、μ=0.30和μ=0.40时的5种情况下的应力、应变和厚度分布情况,分析成形件的成形质量,讨论摩擦系数对成形的结果影响。模拟结果表明,摩擦系数μ=0.05时可得到高质量的成形件;对薄板的材质对成形的结果影响进行了数值模拟研究,比较材质为304不锈钢、1010钢和2024-O叁种情况下的应力、应变和厚度分布情况,分析成形件的成形缺陷出现情况,讨论板材材质对成形的结果影响。模拟结果表明:使用304不锈钢和1010钢时可以获得高质量的成形件;使用2024-O时,成形件出现破裂缺陷,需要调整模型参数;对压边力对成形的结果影响进行了数值模拟分析,比较压边力为2MPa、5MPa和10MPa时的3种情况下的应力、应变和厚度分布情况,分析成形件抑制成形缺陷的情况,讨论压边力对成形的结果影响。模拟结果表明:压边力为5MPa时,可以有效抑制起皱缺陷,得到在有效成形区域内应力、应变和厚度分布均匀、最大减薄比小的高质量的成形件。7、半管的柔性压边成形数值模拟采用通用数值模拟软件Abaqus对半管的柔性压边成形进行有限元模型的建立,分别对半管的整体压边成形和柔性压边成形时,成形件的厚度和应力分布情况,结果表明:对于半管成形,柔性压边成形效果要好于整体压边成形;研究了内侧压边力分别为5MPa和7.5MPa时,成形件的厚度、应力分布情况和抑制起皱的效果,讨论内侧压边力对成形的影响,结果表明:内侧压边力的增加有助于抑制板料流动,从而抑制内侧板料起皱;对比了上下模具间隙分别为0.05mm和0.5mm时,成形件的厚度、应分分布情况,研究上下模间隙对成形结果的影响,结果表明:减小上下模具间隙,可以抑制成形件出现起皱,降低应力分布范围,使板厚分布更均匀;分析了下模倒角半径为3mm和6mm时,成形件的相关情况,研究下模倒角对成形的影响,结果表明:减小下模倒角,最大应力值、最小应力值和应力分布区间有所减小;因较小的下模倒角抑制了板料流动,使板料的最大厚度值和最大厚度减薄率增大;探讨了板材切角对成形的影响,结果表明:板料切角后,成形过程中板料流动更加均匀。成形件的应力、应变和厚度最大值,应力、应变和厚度的分布区间有所减小。使用位移加载和力加载两种情况下、采用摩擦系数分别μ=0.08和μ=0.15两种情况下和使用08Al和304不锈钢为板料材质两情况下,成形件的应力、应变和厚度分布情况,并分析了成形件的出现成形缺陷的情况,讨论了加载方式、摩擦系数和板材材质对成形结果的影响。模拟结果表明:使用位移加载和力加载对成形结果没有影响;采用摩擦系数μ=0.08进行成形时,成形件的应力和厚度分布均匀,最大厚度减薄率更小;对使用08Al和304不锈钢为材质的板料进行成形,都可以获得质量较好的成形件,半管的柔性压边成形具有一定的通用性和有效性。
（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。
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