工艺参数对多辊下压式柔性拉形影响的数值模拟.pdf

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1、重庆大学学报V01．35NO．11第35卷第11期2012年11月JournalofChongqingUniversityNOV．2O12文章编号：1000—582X(2012)11-047—06工艺参数对多辊下压式柔性拉形影响的数值模拟张昊晗，李明哲，付文智，陈雪，冯朋晓(1．吉林大学无模成形技术开发中心，长春130025；2．北华大学机械工程学院，吉林132021)摘要：多辊下压式拉形方法是基于新原理的柔性拉形方法。为了研究不同工艺参数对该拉伸成形过程和成形质量的影响，使用非线性动态显式有限元分析软

2、件对该新工艺的成形过程进行模拟。模拟结果表明压辊装置与模具距离越近板料合模越容易，成形效果也越好，而夹持装置和压辊装置之间的距离对成形结果影响不大。进行了相关实验验证，结果袁明数值模拟结果与实验结果趋势一致。关键词：数值模拟；金属板材；成形；柔性机构；塑性加工；拉形中图分类号：TG386文献标志码：ANumericalsimulationofinfluencefortheprocessparametersonmulti—rollflexiblestretchformingZHANGHaohan，LIMi

3、ngzhe，FUWenzhi，CHENXue，FENGPengxiao(1．DielessFormingTechnologyCenter，JilinUniversity，Changchun130025，China；2．CollegeofMechanicalEngineering，BeihuaUniversity，Jilin132021，China)Abstract：Multi—rollstretchforming(MRSF)processisanewflexibleprocess．Throughexte

4、nsivenumeriealsimulationsoftheMRSFprocess。itiSfoundthatthesmallerthedistancebetweendieandrollersis，themoreeasilytheshapecanbeformed，andthebetterthequalityofformedpartcarlbe．However，thedistancebetweenclampsandrollershaslittleeffectontheformedparts．Thecorr

5、espondingstretchformingexperimenthasbeendoneandtheresultsshowthatthesimulationtrendisconsistentwiththeexperimentalresults．Keywords：numericalsimulation；platemetal；forming；flexiblestructures；plasticworking；stretchforming拉伸成形是航空制造领域常用的板料成形方形机性能稳定，操作方便，故障少，专

6、业化程度高。法，主要用于生产构成飞机气动外形的大型蒙皮零然而其笨重的设备，复杂的控制系统，昂贵的造价令件]。一直以来，中国各大飞机制造厂使用的传统很多生产厂家望而却步。此外随着多点技术的不断拉形机多为手动，存在自动化程度低，控制精度差等发展，多点拉形模L5_6j已经在一些领域逐渐代替了传问题，拉形件的成品率较低。]。随着计算机控制技统的实体模具，这对拉形机的柔性又提出了新的要术和电液伺服技术的发展，国外一些厂家生产了能求。开发造价便宜、控制简单、成形质量好并能够配够精确控制夹钳运动轨迹的数控拉形机_4]

7、，这些拉合多点拉形模，随着模具曲面的不同而自我调整拉收稿日期：2012—06—30基金项目：欧盟第六框架协议计划航空航天领域国际合作项目(ASTS-CT一2006—030877)作者简介：张昊晗(1982一)，男，吉林大学博士研究生，主要从事板料成形方向的研究；(E—mail)zhang—haohan@126．com。李明哲(联系人)，男，吉林大学教授，博士生导师，(Te1)0431—85094340；(E-mail)limz@jlu．edu．cn。第11期张昊晗，等：工艺参数对多辊下压式柔性拉形影响的

8、数值模拟的反变形力与传递到板材上的变形力达到平衡，获由于本例中的拉形件为马鞍面件具有对称性，得非等高的与模具端面较接近的弧形(见图2中因此只对该工件的1／4进行建模。图5为板材1／4A—A)，从而实现柔性浮动夹持。最后，当板材完全有限元模型平面示意图，使用动态显式非线性有限合模成形后，进行卸载，得到所需工件。元软件ANSYS／Is_DYNA对多辊下压式柔性拉形工艺进行有限元数值模拟。板材采用shell163单元，对于模具、离散夹钳和离散压辊