Spherical-Cymbal换能器端帽自由胀形过程建模.pdf

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1、第24卷第2期传感技术学报Vo1．24No．2CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSFeb．20II2011年2月ModelingoftheFree-BulgingProcessofSpherical-CymbalTransducer’SEnd-CapsWUShilin，ZHANGQi，HUANGZhiping(Deptoflnstrurnentseienandtechnolog)，NationalUnivofDnseTechnology，Changsha410073，Ch

2、ina)Abstract：InordertomastertherulesofthefreebulgingprocessofSpherical—Cymbaltransducer’send—caps，ANSYS／LS—DYNAsoftwareisusedtosimulatethefree—bulgingprocessundertherestrictionsofselectedend—cap’Smaterials，fixeddimension(includingdiameterD，cavitybottomdia

3、meterdandthicknesst)，fixedblankholderforceandlinearload．Mathematicmodels，suchascenterheightafterloadedtopressure(HP—P)，spring-backtopressure(AH-P)andcenterheightafterunloadtopressure(H—P)，aregainedbynonlinearCHIVefitting．Experimentsresultsprovethatthesema

4、thematicmodelscanrevealtheshapingrulesofthefreebulgingprocessofSpherical—Cymbaltransducer’Send—capsundertherestrictions，andthereforecanbeusedtoguideproduction．Keywords：Spherical—Cymbaltransducer；mathematicmodel；numericalsimulation；free—bulging；end—capEEAC

5、C：7230；2860doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2011．02．005Spherical—Cymbal换能器端帽自由胀形过程建模米吴石林，张圮，黄芝平(同防科学技术大学仪器科学与技术系，长沙410073)摘要：为掌握Spherical—Cymbal换能器端帽自南胀形的成形规律，存端帽材料选定、几何尺寸(包括外径D、空腔底部直径d和厚度t)及胀形压边力不变且线性加载等约束条件下，采用ANSYS／IS—DYNA软件对儿种不同加载终压P下端帽的自由胀形成形过程进行了数值模拟。通过

6、非线性曲线拟合分别得到了加载后端帽·lI商度加载终(H一P)、卸载回弹量与加载终压(AH—P)及卸载后端帽中心高度与加载终压(H—P)之间关系的数学模割。实验结果表明，存以上约束条件下，所建数学模型揭示了Spherical—Cymbal换能器端帽的一由胀形成形规律，可用于指导交际生产关键词：Spherical—Cymbal换能器，数学模型，数值模拟，自由胀彤，端帽中图分类号：TP212．1文献标识码：A文章编号：1004—1699(2011)02—0180—05传统Cymbal换能器的锥台形金属端帽通常采

7、律，本文在端帽材料选定、几何尺寸(包括端帽外径用模具冲压成形¨“，其成形过程存在以下不足：由D、空腔底部直径d端帽厚度t)及胀形压边力不于端帽尺寸小，成形过程中变形回弹控制分l木]难，变且线性加载等约束条件下，建立了加载后端帽中为达到设计几何形状及尺寸要求，往往需要反复修心高度与加载终压(Hp—P)、卸载回弹量与加载终整模具，即模具的制造比较困难．．成形过程巾，模具压(△一P)及卸载后端帽中心高度与加载终压(一与板料接触，产生接触摩擦，容易在零件表面上留下尸)之间关系的数学模型。划痕等缺陷，从而影响表面质

8、量。Spherical—Cymbal1端帽结构及其自由胀形换能器的端帽为球冠型，根据其结构特点，文献[5]采用了自由胀形工艺制作Spherical—Cymbal换能器Spherical—Cymbal换能器端帽的结构如图1所的端帽。Spherical-Cymbal换能器金属端帽采用自示其形状类似于打击乐器“钹”。钹型金属端帽由胀形工艺成形，其模具制造简单，Ⅱ能获得良好的的尺寸通常比较小，一般外径D≤25mm，空腔底部表面质量。但