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管材弯曲成形数值模拟技术的研究与开发

作　者: 汤月宝
导　师: 陈文亮
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 航空宇航制造工程
关键词: 管材弯曲成形数值模拟有限元法加载参数模型构造
分类号: TG306
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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引　用: 4次
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内容摘要

管材弯曲成形是目前航空导管加工的主要工艺方法。然而这是一个多因素耦合交互作用下可能发生各种缺陷的复杂加工过程,这使得对管材弯曲成形的缺陷预测和控制成为管材弯曲成形技术研究与发展迫切需要解决的难题。本文对管材弯曲成形数值模拟技术的相关问题进行了深入的研究,在对管材弯曲成形技术在航空航天和汽车工业中的国内外应用状况、成形原理、工艺分类以及特点和局限分析的基础上,重点讨论了管材弯曲成形的模具结构;对弯曲成形中涉及的部分加载参数的计算公式进行了推导;管坯的自动生成、管材弯曲成形模中各种工具的定义和生成、以及管材弯曲成形工艺参数控制等。该模块不仅可以实现对管材弯曲成形过程的数值模拟分析,而且可用于对成形过程中可能发生的各种缺陷做出预测。在上述相关的技术研究的基础上,开发了管材弯曲成形数值模拟模块,实际应用表明:采用CAE技术对管材弯曲成形过程进行数值模拟能提高管材弯曲零件的质量、缩短产品开发周期、降低生产成本,从而实现管材弯曲成形具有重要意义,同时对其它类型产品的数值模拟系统的研究开发也有一定的参考价值。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-24
  1.1 引言  11-12
  1.2 管材弯曲成形工艺的研究和发展  12-21
    1.2.1 管材弯曲成形原理  12-13
    1.2.2 管材弯曲成形工艺分类  13-17
    1.2.3 管材弯曲成形缺陷分析和防止措施  17-19
    1.2.4 管材弯曲成形工艺国内外研究现状  19-21
  1.3 选题依据和研究内容  21-22
    1.3.1 选题依据  21-22
    1.3.2 研究内容  22
  1.4 本文概要  22-24
第二章管材弯曲的数值模拟技术  24-34
  2.1 引言  24-25
  2.2 有限元数值模拟技术  25-29
    2.2.1 有限元的基本概念和原理  25-27
    2.2.2 有限元数值模拟技术的提出和发展  27
    2.2.3 有限元数值模拟系统的组成  27-28
    2.2.4 有限元数值模拟的一般步骤  28-29
  2.3 有限元数值模拟的前处理  29-31
    2.3.1 单元类型和网格划分  29-30
    2.3.2 接触处理  30-31
    2.3.3 材料属性  31
  2.4 求解器及其相关计算方法的介绍  31-32
  2.5 有限元数值模拟后处理  32-33
  2.6 本章小结  33-34
第三章管材弯曲成形关键技术的研究  34-45
  3.1 引言  34-35
  3.2 模具结构对管材弯曲成形质量的影响  35-37
    3.2.1 管材弯曲成形的芯棒的选取和使用  35-37
    3.2.2 防皱块的使用  37
  3.3 弯曲成形参数控制  37-44
    3.3.1 基本假设和基本方程  37-39
    3.3.2 截面上轴力和弯矩估算  39-44
  3.4 小结  44-45
第四章管材弯曲成形数值模拟模块的设计开发  45-61
  4.1 引言  45
  4.2 模块功能  45
  4.3 模拟系统的结构和组成  45-46
  4.4 管材弯曲成形前处理介绍  46-55
    4.4.1 模型构造方法的研究和实现  46-50
    4.4.2 参数设置  50-53
    4.4.3 控制卡片的生成  53-54
    4.4.4 构造总体模型  54-55
  4.5 系统开发  55-57
    4.5.1 OpenGL 技术的介绍  55-57
    4.5.2 用户界面开发工具－FLTK  57
  4.6 数据结构  57-60
  4.7 系统的优缺点  60
  4.8 本章小结  60-61
第五章管材弯曲成形的数值模拟实例  61-69
  5.1 引言  61-62
  5.2 构造管材弯曲成形模拟实例  62-65
    5.2.1 总体模拟设置界面  62
    5.2.2 管材毛坯和工具定义  62-64
    5.2.3 加载参数设置  64
    5.2.4 输出控制卡片并计算  64-65
  5.3 后处理分析  65-68
  5.4 本章小结  68-69
第六章总结和展望  69-70
  6.1 本文工作结论  69
  6.2 今后工作展望  69-70
参考文献  70-73
致谢  73-74
攻读硕士期间发表的论文情况  74

管材弯曲成形数值模拟技术的研究与开发

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