波动加载管材超高压液压成形系统的研究与设计

论文摘要

提高零部件使用性能、减轻零部件重量、节约材料是现代先进制造技术所追求的目标和发展趋势,在汽车工业、航空航天等领域这种追求尤其迫切。管材内高压成形技术作为以轻量化和一体化为特征的一种空心变截面轻体构件的先进制造技术,越来越受到人们的关注。目前,虽然国内有大量学者对此项技术进行研究,但是由于此项技术在国内起步晚,且缺乏实验条件,所以大部分研究只是基于理论和有限元模拟分析,致使许多研究成果无法得到验证。内高压成形设备作为研究管材成形技术的基础,对管材的成形效果有直接的影响,所以设计研发内高压成形系统并对其成形工艺进行研究己成为当前的重要课题。本文在查阅大量国内外有关文献的基础上,综述了内高压成形设备在国内外的研究现状以及实际的应用情况。针对国外学者提出的不同加载方式对管材成形的影响,提出了在新研发的管材液压成形系统中实现波动加载的要求,以完成不同加载条件下的管材成形实验。详细阐述了完整的管材液压成形系统所包含的部分及其功能。把每个部分对管材成形的影响进行了详细的分析,同时还列出了管材液压成形系统的关键设计参数以及参数的选择标准,为系统的研发提供了参考。分析了可波动加载内高压成形工艺对液压系统设计的要求,对液压系统中所涉及到的关键问题和主要技术进行了仔细的研究。通过将整个液压系统分成几个部分进行详细的描述,把复杂的系统简单化,便于理解同时也突出了系统每个环节的主要技术和设计的创新点。对新设计的系统进行了模拟仿真,通过仿真确定了新系统可波动加载的可行性和稳定性。通过实验,进一步验证了新系统的各项性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及来源
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 国内液压成形设备研究概况
• 1.2.2 国外液压成形设备研究概况
• 1.3 课题意义及主要工作
• 第2章 管材液压成形简介
• 2.1 管材液压成形的原理与应用
• 2.1.1 管材液压成形技术
• 2.1.2 管材液压成形的原理和工艺
• 2.1.3 管材液压成形的特点
• 2.1.4 内高压成形技术的应用
• 2.2 加载方式的研究
• 2.2.1 管材液压成形的缺陷形式
• 2.2.2 可利用起皱
• 2.2.3 波动加载方式
• 2.3 本章小结
• 第3章 管材液压成形设备
• 3.1 管材液压成形机的组成和功能
• 3.1.1 管材液压成形机的组成
• 3.1.2 管材液压成形机各组成部分的功能
• 3.2 管材液压成形机主要参数
• 3.2.1 主要参数的定义
• 3.2.2 主要参数的选用原则
• 3.3 设备工艺参数的确定
• 3.3.1 初始屈服压力
• 3.3.2 开裂压力
• 3.3.3 整形压力
• 3.3.4 轴向进给力
• 3.3.5 合模力
• 3.3.6 轴向起皱临界应力
• 3.3.7 补料量
• 3.4 本章小结
• 第4章 管材液压成形系统的设计
• 4.1 液压系统的总体要求
• 4.1.1 液压系统的动作要求
• 4.1.2 液压系统的特性要求
• 4.2 系统关键问题的研究与解决
• 4.3 管材液压成形模具的设计
• 4.3.1 模具的选材原则
• 4.3.2 模具各组成部分的设计
• 4.4 管材液压成形系统的设计
• 4.4.1 水平侧推缸进给系统的设计
• 4.4.2 乳化液充液系统的设计
• 4.4.3 增压系统的设计
• 4.5 PID控制器
• 4.6 本章小结
• 第5章 液压系统的建模与仿真
• 5.1 前言
• 5.2 控制系统的仿真
• 5.2.1 AMESim仿真软件
• 5.2.2 AMESim软件的特点
• 5.2.3 AMESim软件的建模
• 5.3 基于AMESim的阀控缸系统建模
• 5.3.1 仿真模型的建立
• 5.3.2 数字模型的选取
• 5.3.3 仿真参数的设置
• 5.3.4 运行仿真
• 5.3.5 仿真结果分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 管材液压成形实验
• 6.1 实验目的
• 6.2 实验设备
• 6.3 实验方案
• 6.4 实验结论
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢