薄壁管数控弯曲精确成形过程参数优化-研究

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1、experlments·ThedatabaseoftubeNCbendingprocessingisdevelopedbyMSSQLServer2000，thenaNCtubeprocessingdatabasemanagementsystemissetup，usingobject．orientedprogramlanguageC群asdevelopinglanguageandVisualStudio．NETasthefrontdevelopingenviromnent．Onthebasisofexpertknowledg

2、eandmatureprocessprovidedbythemanagementsystem，thedeterminationofoptimizationrange，parameterselectionandoptimizationofNCthin。wailedtubebendingcallberealizedconvenientlyandquickly．Key-wordsoptimization，numericalsimulation，thin—walledtubeNCbending，ABAQUS／Explicit，FE

3、M*SupposedbyNationalScienceFoundationofChinaforDistinguishedYoungScholars(No．50225518)，N砒ionalNaturalScienceFoundationofChina(No．59975076，50175092)andAviationScienceFoundationofChina(No．04H53057)西北上业大学工学硕十学位论文本文的主要创新与贡献(1)针对薄壁管数控弯曲多因素多目标的成形特点，提出对多种成形参数采取逐步优化到精确优化的

4、优化策略及实现方法。即在分析各参数对成形质量的影响规律及显著性基础上，通过专家知识和经验数据确定约束条件和优化范围，并以不产生失稳起皱，截面畸变满足要求为约束条件，壁厚减薄率作为目标函数，对成形参数进行逐步优化，在此基础上，采用优化方法对成形参数实现精确优化设计。(2)以成形难度大的庐38×1，弯曲半径为57mm的不锈钢及铝合金薄壁管数控弯曲为对象，在确定模具参数和各接触界面摩擦系数的基础上，基于ABAQUS／Explicit平台所建立的有限元模型，采用逐步逼近的方法优化了芯头个数和芯头阳J距，并运用复合形法得到了芯棒伸出

5、量和助推速度的最优值，表明了所提出的优化策略及实现方法的代表性和普适性。(31采用MSSQLServer2000建立了数控弯管工艺数据库，并且以面向对象的C撑语言作为开发语言，VisualStudio．NET作为开发环境，研究建立了数控弯管工艺数据管理系统，以满足薄壁管数控弯曲成形参数优化的需要。该系统能够管理数控弯管工艺数据库及调模知识，其所提供的专家知识和成熟工艺，可为薄壁管数控弯曲成形参数优化范围的确定、参数的选择与优化的快速实现提供依据。第1章绪论1．1引言面向21世纪的先进塑性加工技术，涉及材料学、力学、机械与计

6、算机应用等学科，具有技术密集、高增值、高技术甚至知识密集的特点，它使塑性加工产品朝着轻量化、高强度、高精度、高效、低消耗以及数字化和智能化的方向发展。先进塑性加工技术的发展是材料加工工程研究与发展的重要前沿领域，也是先进制造技术的重要支柱技术，在推动我国科技、经济和国防现代化的进程中具有重要作用⋯。管材的塑性加工足以管料为毛坯，通过塑性加工手段制造管材零件的加工技术【21，随着塑性理论研究的进一步深入，计算机技术、数控技术和CAD／CAE／CAM等技术的发展，相关理论和技术上的支持为管材塑性弯曲成形技术的创新和发展提供了十

7、分有利的条件。数控弯管工艺是传统弯管工艺结合机床工业和数控技术的发展而产生的一种新工艺。管件数控弯曲技术是一种先进的塑性加工技术，不但可以实现弯管的精确成形和生产过程的自动化，而且可以满足管件弯曲对高精度、高性能、高效率和数字化的加工要求。而薄壁管数控弯曲成形技术由于其能满足对产品轻量化、强韧化的需求，且具有使得数控弯管的成形极限和成形精度相对较高的特性，在航空、航天等高科技产业得到了越来越广泛的应用pJ。薄壁管数控弯曲精确成形是多参数耦合交互作用下的复杂非线性过程，若成形参数选取不当，就容易使管件发生外侧减薄、拉裂、内侧

8、失稳起皱和截面变形、回弹等质量缺陷，这些缺陷不但给生产带来了极大的浪费，不利于生产成本的降低和生产效率的提高，而且降低了管件的形状尺寸精度，危害着管件的使用性能，严重制约着管件数控弯曲成形技术的发展。因此有必要在对薄壁管数控弯曲理论研究基础上，分析参数对其成形质量的影响，研究薄壁管数控弯曲成形参数的选择