H弯波导件多道次拉深成形技术的研究

论文摘要

H弯波导件为军用雷达上的重要构件，加工量大，应用广泛。本文以H弯波导件为研究对象，对比分析了机械加工、精密铸造、板料拉深成形及打弯拼焊四种不同加工方案的利弊，确定最优加工工艺方案为板料拉深成形。基于有限元数值模拟(CAE)技术，研究该零件的多道次拉深成形过程。同时采用正交优化技术分析了主要几种工艺参数对H弯波导件多道次拉深成形质量的影响。首先对H弯波导件单次拉深成形过程进行了数值模拟，并将模拟结果与物理实验相比较，验证了两者的一致性，分析说明单次拉深方法的不可行性。通过工艺分析确定采用三道次拉深成形此零件，并确定每道次拉深变形的参数匹配。利用UG造型软件建立每道次拉深的凸凹模模型，导入适用于板料成形的有限元数值模拟软件Dynaform中，创建相应的有限元分析模型，进行模拟，将前一道次模拟后毛坯的应力应变信息完整的传到下一道次的模拟中，保证了多道次拉深的传递性。通过模拟计算所得的成形极限图、厚度分布图及应力应变图等分析各道次成形过程中板坯塑性流动及受力情况。在此基础上以变形程度剧烈的第一道次拉深过程为对象，运用正交优化的方法研究压边力大小、摩擦系数、凸凹模间隙及凸模虚拟速度对于拉深成形质量的影响主次关系，以零件的增厚率和减薄率为主要判断依据，在可选的参数范围内，得出成形该零件最优的一组参数组合：压边力为50KN、摩擦系数为0.09、凸凹模间隙为3.3mm、凸模速度为1500mm／s。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 板料拉深成形技术的概况
• 1.2 板料多道次拉深成形
• 1.3 数值模拟技术在板料拉深中的运用
• 1.3.1 数值模拟技术运用于板料拉深的意义
• 1.3.2 板料数值模拟技术的国内外发展状况
• 1.3.3 多道次拉深的数值模拟
• 1.3.4 常用数值模拟软件介绍及功能
• 1.4 本课题的来源、目的、意义及内容
• 1.4.1 课题的来源及研究方法
• 1.4.2 课题的目的
• 1.4.3 课题的意义
• 1.4.4 主要研究内容
• 1.4.5 论文的各章安排
• 第二章 板料成形数值模拟的理论
• 2.1 数值模拟中的有限元理论
• 2.1.1 有限元基本假设
• 2.1.2 非线性弹塑性材料的本构关系
• 2.1.3 屈服准则简介
• 2.2 有限元控制方程的求解
• 2.3 板壳成形单元模型
• 2.4 基于罚函数法的接触问题处理方法
• 2.5 本章小结
• 第三章 H弯波导件成形数值模拟的关键技术研究
• 3.1 引言
• 3.2 有限元模型的建立
• 3.2.1 文件格式的转换
• 3.2.2 有限元网格划分
• 3.2.3 有限元网格检查
• 3.3 有限元前处理参数设置
• 3.3.1 材料性能参数选取
• 3.3.2 材料本构模型和屈服准则的选用
• 3.4 工艺条件处理
• 3.4.1 摩擦的处理
• 3.4.2 冲压方向的确定
• 3.4.3 压边力
• 3.4.4 凸模运动速度
• 3.5 有限元模型的求解
• 3.6 有限元模拟结果分析
• 3.7 多道次拉深计算分析
• 3.8 本章小结
• 第四章 H弯波导件多道次拉深的数值模拟
• 4.1 几种成形方案的比较、确定
• 4.1.1 机械加工
• 4.1.2 精密铸造
• 4.1.3 板料拉深成形
• 4.1.4 打弯拼焊
• 4.1.5 几种工艺方案的比较
• 4.2 板料拉深成形方案的确定
• 4.2.1 原单次拉深成形的物理实验
• 4.2.2 单次拉深成形的数值模拟
• 4.2.3 拉深道次的确定
• 4.3 板料形状的确定
• 4.4 多道次拉深过程的模拟
• 4.4.1 第一道次拉深模拟
• 4.4.2 第二道次拉深模拟
• 4.4.3 第三道次拉深模拟
• 4.5 本章小结
• 第五章 H弯波导件拉深工艺参数正交优化
• 5.1 正交试验概述
• 5.2 正交试验设计的基本原理
• 5.2.1 正交试验设计的几个常用名词
• 5.2.2 正交法的基本工具
• 5.2.3 正交试验设计原理
• 5.2.4 极差分析法的基本原理
• 5.3 试验设计
• 5.3.1 试验目的及其设备
• 5.3.2 试验相关因素及质量特性目标
• 5.3.3 设计方案
• 5.4 正交试验数据结果及分析
• 5.4.1 数据结果
• 5.4.2 试验分析
• 5.5 优化试验数据结果及分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 全文总结及结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间发表的学术论文