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1、第44卷第2期吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)V01.44NO.22014年3月JournalofJilinUniversity(EngineeringandTechnologyEdition)Mar.2O14三維曲面件輥壓成形彎曲變形的計(jì)算及數(shù)值模擬王蜜,蔡中義,李明哲,王大明(吉林大學(xué)輥鍛工藝研究所,長(zhǎng)春130022)摘要:建立了有限元模型,對(duì)輥壓成形過程進(jìn)行模擬。基于對(duì)輥壓成形彎曲變形過程的分析,建立成形件縱向曲率的計(jì)算公式,給出橫截面上高度差及橫截面上壓縮率差的設(shè)計(jì)方法,通過有限元模擬證明了曲率計(jì)
2、算公式的準(zhǔn)確性。研制小型實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)輥壓過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了輥壓成形可有效成形三維曲面件。關(guān)鍵詞:材料合成與加工工藝;三維曲面;軋制;柔性輥中圖分類號(hào):TG306文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1671—5497(2014)02—0404—05DOI:10.13229/j.cnki.jdxbgxb2014O2O20Calculationofbendingdeformationofflexiblerollformingforthree-dimensionalsurfacepartsandnumeri
3、calsimulationWANGMi,CAIZhongyi,LIMing—zhe,WANGDa—ming(RollForgingResearchInstitute,JilinUniversity,Changchun130022,China)Abstract:Finiteelementmodelwasproposedtosimulatetheflexiblerollformingprocess.Basedontheoreticalanalysisofbendingprocess,thelongi
4、tudinalcurvatureequationsoftheformedpartwassetup.Themethodtodesignmaximumheightdifferenceandthecompressionratiodifferenceinthecross—sectionwasgiven.Numericalsimulationwascarriedout,andthesimulationresultsareingoodagreementwiththetheoreticalvalues.Asm
5、allexperimentaldevicewasdevelopedandflexiblerollformingtestswerecarriedout.TheresultsdemonstratethatflexiblerolIformingcanbeusedforformingthree—dimensionalsurfacepartsefficiently.Keywords:materialsynthesisandprocessingtechnology;three—dimensionalsurf
6、ace;rolling;flexibleroI1用連續(xù)成形方法加工三維曲面件,由于是線每列滾由若干短滾組成,每個(gè)短滾的位置可以調(diào)接觸方式,所需成形力小,因而設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投節(jié),利用每列滾的曲線輪廓實(shí)現(xiàn)橫向彎曲變形,由資較少,并且非常適用于加工大型三維曲面于板料的變形以彎曲變形為主,因此,成形件回彈件。增量滾彎成形是由Yoon等人提出的量很大。李明哲等將彎輥成形與軋制成形曲面成形方法,以上、下各三列滾作為成形工具,相結(jié)合提出輥壓成形方法,并對(duì)輥壓成形過程進(jìn)收稿日期:2013—02—02.基金項(xiàng)目:
7、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51275202,51075186).作者簡(jiǎn)介:王蜜(1987一),女,博士研究生.研究方向:材料加工與數(shù)值模擬.E—mail:wangmi3214@126.corn通信作者:蔡中義(1963一),男,教授,博士生導(dǎo)師.研究方向:材料加工過程數(shù)值模擬,塑性成形理論與數(shù)字化成形E—mail:caizy@jlu.edu.cn第2期王蜜,等:三維曲面件輥壓成形彎曲變形的計(jì)算及數(shù)值模擬·405·行力學(xué)分析,建立了彎曲變形的計(jì)算方法與輥縫最終成形所需要的三維曲面件。的設(shè)計(jì)方法l_g。
8、。。輥壓成形以上、下兩個(gè)柔性輥2曲面成形控制理論與方法作為成形工具,柔性輥在自由狀態(tài)下為直輥,成形時(shí)自身可以彎曲并且可以傳遞轉(zhuǎn)矩。柔性輥上有2.1曲面成形機(jī)制一系列控制點(diǎn),可以用來調(diào)節(jié)柔性輥形狀,以構(gòu)成輥壓成形時(shí),上、下柔性輥之間的輥縫是不均曲線輪廓,控制板料橫向變形,通過調(diào)整上、下輥勻的,在同一橫截面上板料的不同點(diǎn)處厚度方向輥縫的分布控制板料縱向變形,成形過程中柔性產(chǎn)生的壓縮變形不同,從而導(dǎo)致縱向延伸量的不輥繞自身軸線旋轉(zhuǎn),使板料連續(xù)成形。與連續(xù)柔同。如圖2所示,輥縫中間薄兩邊厚時(shí),中間部分性