折棱管吸能构件模具的优化及有限元分析

论文摘要

在冲击地压矿井巷道中使用嵌有折棱管吸能构件的防冲液压支架,能有效减少冲击地压造成的破坏。但是现有模具无法加工出合格吸能构件,构件侧向折棱处划伤严重。通过对该模具的分析,构件损伤主要由于该设备斜上模与其存在点接触问题,致使构件无法达到性能指标要求。本文根据这一问题,在现有模具基础上提出对斜上模尖角倒圆角的优化方法,取得了一定减少损伤的效果,但是仍无法达到工业要求。进而通过TRIZ理论提出并设计了一种新型翻板式折棱管吸能构件制作模具,通过介绍该模具的具体结构和加工过程,探讨了该模具能够避免与工件之间点接触的原因,进而减少了工件的损伤。本文运用SolidWorks软件三维建模,并通过有限元仿真软件DEFORM对现有模具及两种优化模具作了数值模拟分析。主要模拟分析了三种加工设备的加工过程以及过程中工件的损伤与各阶段模具正压力变化情况,比较此三种方式成形的吸能构件的优缺点。并通过轴向挤压不同优化方式成形的构件,证明了翻板式吸能构件制作模具加工出的吸能构件在受到轴向载荷时更加平稳,不易产生偏载现象。并对新型翻板式模具在工艺上进行优化,主要单独分析了润滑情况与模具圆角大小对加工质量的影响,得出了模具圆角是影响吸能构件质量的最主要因素;然后通过正交试验的方法分析工件初始温度以及各模具加载速率对工件质量的影响,得到了较为合理的模具工艺参数,将构件的损伤值降低到了工业损伤容许范围内,为模具的优化提供了一定的理论基础。该论文有图50幅,表11个,参考文献80篇。

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致谢

摘要

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变量注释表

1 绪论

1.1 背景

1.2 吸能结构的国内外发展现状

1.3 本文主要研究意义及内容

2 折棱管吸能构件及模具问题分析

2.1 折棱管吸能构件结构

2.2 现有模具结构及缺陷

2.3 现有模具组成及工作过程分析

2.4 本章小结

3 现有模具数值模拟分析

3.1 概述

3.2 刚塑性有限元理论

3.3 现有模具有限元分析

3.4 本章小结

4 模具优化与新型翻板式模具研究

4.1 斜上模尖角倒圆角情况研究分析

4.2 新型翻板式模具的设计与研究

4.3 两种优化方式成形的吸能构件对比分析

4.4 本章小结

5 翻板式模具工艺优化研究

5.1 润滑对加工的影响研究

5.2 模具圆角对加工的影响研究

5.3 温度与加载速率对加工的影响研究

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

作者简历

学位论文数据集

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王淼

导师: 张建卓

关键词: 冲击地压,折棱管吸能构件,翻板式,模具,数值模拟,工艺优化

来源: 辽宁工程技术大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 数学,金属学及金属工艺,工业通用技术及设备

单位: 辽宁工程技术大学

分类号: TG76;TB115

DOI: 10.27210/d.cnki.glnju.2019.000099

总页数: 86

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折棱管吸能构件模具的优化及有限元分析

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