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新型管材无模成形方法的研究与实现

作　者: 纪永飞
导　师: 宫文斌
学　校: 吉林大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 管材弯曲无模成形弯管机有限元分析回弹补偿
分类号: TG386.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 251次
引　用: 4次
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内容摘要

管材塑性加工是以管材作毛坯,通过塑性加工手段,制造管材零件的加工技术。管塑性加工由于能容易达到对产品轻量化、强韧化和低消耗方面的要求,已成为先进塑性加工技术面向21世纪研究与发展的一个重要方向。而管塑性弯曲成形是管塑性成形技术的重要组成部分。为了进一步提高我国的弯管加工技术以满足社会生产的要求,有必要对我国的弯管加工技术进行深入的研究。本文针对目前我国的管材无模成形工艺多为热应力弯曲、且不能同时对管材进行两个方向弯曲的特点,提出了一种新的无模冷弯成形加工方法,并在自主开发的弯管机上得到了实现。通过对管材成形原理进行分析,得到了所弯管材弯曲半径与液压缸伸长量之间的关系式,得出弯管机所弯管材的最小弯曲半径为动滚轮与定滚轮的间距的结论。对新型弯管机控制系统的软件与硬件结构进行了深入的探讨,开发了基于工控机的弯管机数控系统,采用VB6.0编程软件编写了弯管机的控制程序。弯管机的弯管执行机构属于典型的电液位置伺服系统,本文从理论上分析了电液位置伺服系统的特点和精确定位的控制策略。在管材弯曲的同时都伴随有回弹现象,本文利用ANSYS软件建立了管材的有限元模型,并对管材弯曲及回弹的过程进行了有限元分析,得出回弹角与弯曲角成线性关系的结论,并以此为依据对管材弯曲回弹进行了补偿。本文最后进行了弯制客车顶棚横梁管件的试验。试验结果表明,本文所开发的新型无模冷弯成形弯管机,通过管材回弹补偿后,所加工出的管件符合精度要求,从而验证了新型管材无模成形技术的实用性。

全文目录

提要  4-7
第一章绪论  7-14
  1.1 前言  7
  1.2 传统弯管技术及弯管设备  7-10
  1.3 国内外管材无模成形技术的研究现状  10-12
  1.4 课题研究的目的及意义  12-13
  1.5 本课题的主要任务  13-14
第二章三维弹塑性有限元基本理论  14-24
  2.1 引言  14
  2.2 弹塑性有限元应力理论  14-18
  2.3 塑性材料的屈服准则  18-20
  2.4 大变形弹塑性本构方程求解  20-22
  2.5 小结  22-24
第三章管材弯曲成形及回弹有限元分析  24-35
  3.1 引言  24
  3.2 管材弯曲及回弹有限元模型的建立  24-29
  3.3 管材弯曲有限元数值模拟  29-32
  3.4 管材弯曲回弹规律的研究  32-34
  3.5 小结  34-35
第四章新型三维无模成形弯管机研制  35-61
  4.1 引言  35
  4.2 新型弯管机结构原理  35-37
  4.3 弯管机最小弯曲半径的确定  37-42
  4.4 弯管机控制系统设计  42-60
  4.5 小结  60-61
第五章管材弯曲试验  61-65
  5.1 引言  61
  5.2 弯管机弯管试验  61-63
  5.3 试验结果分析  63-64
  5.4 小结  64-65
第六章全文总结及展望  65-67
参考文献  67-71
摘要  71-73
ABSTRACT  73-76
致谢  76-77
攻读硕士期间的科研成果  77

新型管材无模成形方法的研究与实现

内容摘要

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