一、轴向进给辊轧热力耦合有限元模拟（论文文献综述）
崔玉龙[1]（2020）在《考虑残余应力的球头铣刀铣削钛合金集成仿真优化研究》文中提出钛合金由于具有高比强度、高蠕变腐蚀抵抗性、高抗磨损性等性质,广泛应用于航空、航天、能源及生物医疗等领域。钛合金铣削加工是一个断续切削的过程,由于复杂的刀-工变化关系,以及切入与切出过程中工件的非稳定状态倾向,因此刀具几何参数及切削参数的大小会影响切屑的形成、刀具寿命及表面质量。针对以上铣削加工工艺特点,针对TC4钛合金材料的特性,通过理论分析、仿真模拟、科学实验和优化技术等方法,开展切削仿真与优化技术相结合的集成仿真优化研究,即参数化设计（UG设计）、有限元仿真（ABAQUS仿真）、集成式优化（Isight优化）的集成仿真优化研究。本文以球头铣刀铣削TC4钛合金为研究对象,具体研究如下:首先,建立球头铣刀空间刃线数学模型,在UG环境下,基于特征变量设定方法,得到球头铣刀三维实体参数化模型。基于Matlab建模模块,验证数学模型的正确性。基于NUMROTO plus（r）仿真平台,建立球头铣刀磨削仿真工艺规划;使用SAACKE-UWⅡ工具磨床,完成球头铣刀制备,为钛合金铣削实验研究奠定基础。其次,应用有限元切削仿真关键技术,采用ABAQUS有限元软件建立了铣削加工过程的三维有限元模型,模拟不同时刻下铣削力、铣削温度、Mises等效应力以及残余应力层的分布趋势。再次,使用第二章制备的球头铣刀,基于VDL-1000E立式的铣削加工中心,进行钛合金铣削实验及残余应力测试实验研究,实验测得数据与仿真数据相对比,验证钛合金三维铣削有限元模型的准确性。最后,基于Isight软件集成优化环境,搭建球头铣刀几何参数集成仿真优化平台和考虑残余应力的切削参数集成仿真优化平台,确定优化目标,软件执行与交互,提出优化策略,优化设计变量。本文以刀具切削性能与工件加工质量相结合,优化的刀具几何参数是提升刀具切削性能的有效手段,优化的切削参数是提高加工效率的可选依据,为钛合金工件的铣削加工提供方案,具有重要的科学研究意义。
闫肃[2]（2020）在《侧壁铣削加工变形仿真及工艺优化》文中认为为实现整体零件结构轻量化且高效的目标,现代许多精密零件广泛采用了更趋于高精度的复杂薄壁整体结构零件。此类零件构造外形复杂,加工表现工艺性能较差,主要由侧壁、腹板以及不规则的框等组成。受切削力、加工产生的切削热、装夹环境、振动等多种因素的影响,整体薄壁零件产生一定程度加工变形,其中切削力影响下的侧壁极易发生弹性变形,造成实际尺寸超差等问题。本文以工件材料为7050-T7451的整体结构件中侧壁部分为研究对象,展开了对侧壁铣削加工中的弹性变形问题的研究。对螺旋刃铣削力进行理论模型构建分析,利用机械专业软件Solidworks完成螺旋平头立铣刀几何建模,采用有限元分析法,基于ABAQUS6.12有限元软件进行铣削过程数值模拟,并以降低铣削过程中薄侧壁弹性变形量为目的,分别从铣削参数、刀具几何参数（直径、齿数）方面进行参数优化,从走刀路径和装夹辅助支撑两方面进行工艺优化,通过合理试验方法及数据分析手段获得最佳参数组合及工艺内容,实现铣削加工变形量的减少。本文的主要研究内容及成果为:（1）构建针对薄壁件的铣削加工变形有限元仿真模型。基于金属切削原理,分析薄壁件加工变形机理,并对螺旋刃铣削力进行理论模型构建。在对螺旋平头立铣刀构造特征剖析后,借助机械专业软件Solidworks完成该铣刀的三维模型搭建。依据有限元分析方法,并对铣削有限元模拟关键技术进行分析应用,建立基于ABAQUS6.12有限元软件的薄壁件铣削热力耦合变形仿真模型。（2）侧壁铣削加工变形仿真及参数优化研究。为验证模型中关键技术设置,进行二维切削仿真试验。以降低铣削过程中侧壁弹性变形为目的,从减小加工变形量角度出发,采用单因素仿真试验和三水平四因素正交试验相结合的方法进行侧壁铣削参数（铣削深度、铣削宽度、进给量、主轴转速）及刀具参数（齿数、直径）优化研究模拟试验。通过试验数据探索得到各个参数对加工弹性变形量大小的影响规律,并采用直观的极差分析法确定铣削侧壁的最优参数组合。（3）走刀路径优化研究。从优化刀具走刀路径角度出发,采用有限元数值模拟方法对分层上下、分层对称、分层阶梯对称三种走刀顺序进行仿真模拟研究,得到各个走刀路径对侧壁铣削加工变形的影响规律及能更有效控制弹性变形的走刀路径。（4）装夹辅助支撑优化研究。为改善侧壁加工弹性变形问题,从提高待切削区域材料刚度的角度出发,建立弹性无接触的三维铣削辅助支撑有限元优化模型,探索夹具工装中辅助支撑元件数量、支撑元件与工件的接触面积大小和支撑接触区域布局高度这三方面对侧壁铣削加工变形的影响规律,得到最优的辅助支撑。
胡缤[3]（2020）在《两道次辊式成形对回转外形筒体成形质量的作用机理研究》文中研究说明辊式成形工艺是一个针对变壁厚曲线回转外形筒体零件制备的新型工艺,相较于现有的传统方法,辊式成形具有材料利用率高,生产效率高,生产成本低的优点,同时可以有效的保留金属流线,大大提高了产品的可靠性。本文在塑性成形技术的基础上,推导出辊式成形回转外形筒体零件的前滑率计算公式,采用Pro-Engineer 3D构建了辊式成形三维模型,并利用Deform-3D有限元模拟软件进行仿真模拟。设计不同辊轮飞边槽开口角度,改变辊轮与坯料间的摩擦系数、坯料与冲头间的摩擦系数对纯铝坯料进行冷成形模拟;改变模具预热温度和冲头工作速度对40Cr坯料进行热成形模拟,并利用响应曲面法对辊式成形工艺参数进行优化,结果表明:飞边槽开口角度从50°增大到110°时,飞边槽内金属变形均匀系数呈现先降低后升高的趋势;当飞边槽开口角度为50°时,飞边槽内金属变形变形最不均匀,第二道次整形后飞边处产生了折叠;随着飞边槽开口角度的增大,飞边的高度逐渐降低,飞边槽开口角度大于90°后折叠消失;当飞边槽开口角度为110°时,第二道次整形后坯料壁厚不均匀。综上所述,飞边槽开口角度为90°左右时成形质量最好。第一道次辊轮的设计中得到两种辊轮型槽的设计方法:用咬入角作为中性角计算辊轮中部前滑率相对简单,但没有考虑摩擦的影响;用修正后前滑率公式及理论计算得到的中性角计算辊轮边部前滑率复杂,但考虑了摩擦的影响。第二道次辊挤整形时辊轮周向型槽边部长度可按等于辊挤整形后工件需要的轴向长度进行设计。在40Cr的热成形中,随着模具预热温度升高,冲头与辊轮的载荷逐渐减小,最后趋于稳定,坯料口部“凸台”高度逐渐减小,且预热温度每升高200℃,“凸台”高度下降0.6mm左右;随着冲头工作速度的增大,冲头与辊轮的载荷逐渐减小,最后趋于稳定,坯料口部“凸台”高度先减小后增大,冲头工作速度为40mm/s时高度最低。采用曲面响应的方法设计了优化实验方案,得到工艺参数对辊式成形筒体零件的影响机理,并建立了关联模型。在理论与仿真模拟的基础上进行辊式成形试验,得到无飞边且无折叠的变壁厚回转外形筒体零件,测量得到的坯料成形尺寸在工艺误差范围之内,证实了前期模拟及理论分析的正确性,为辊式成形工艺的发展提供了理论基础。
范志强[4]（2020）在《薄壁回转体零件加工变形仿真及控制技术研究》文中进行了进一步梳理薄壁类零件因质量轻、结构紧凑等特点被广泛的使用在航空航天、汽车等领域。然而,由于薄壁零件的刚度低,切削加工过程中受到多因素耦合影响,其加工变形难以得到控制。考虑初始残余应力释放与重分布、切削载荷的作用、加工残余应力的引入作为薄壁类零件加工变形的主要影响因素,本文采用有限元模拟与理论分析研究其对薄壁回转体零件的加工变形影响,并对薄壁回转件的加工变形控制技术进行研究。主要研究内容如下:建立三维斜角切削模型,对2024铝合金进行切削加工模拟。分析了切屑的形态以及被加工区域的应力、应变状态;提取了切削加工时三向切削力、切削热及加工完成后的表层残余应力。通过与已有文献对比,分析并验证切削模型建立的正确性。研究了初始残余应力与加工残余应力对工件的加工变形影响。对两类残余应力影响的加工变形机理进行分析;设计算例,并采用有限元软件分别模拟两类残余应力影响下的加工变形;将两类残余应力对工件在不同壁厚下的加工变形影响情况对比分析。结果表明,工件的加工变形主要受初始残余应力影响;精加工阶段,初始残余应力与加工残余应力对工件加工变形均具有重要影响。建立切削力、切削热与初始残余应力耦合作用下工件的加工变形预测模型。研究了模型建立过程涉及的材料去除与分析步定义、载荷施加、二次开发技术应用等关键技术;采用建立的预测模型对工件进行加工模拟,分析了加工过程中工件内部的应力、温度分布,加工完成后工件的变形情况。分析结果表明,建立的预测模型符合实际加工情况。采用建立的预测模型研究了加工工艺对工件的加工变形影响。分别模拟在加工前去应力处理及改变走刀次数后工件的变形。结果表明,切削加工前,去除淬火引入的残余应力能够明显减小工件变形;受切削热的影响,相对一次走刀,二次走刀增加了工件的加工变形。
苏剑峰[5]（2020）在《碳钢/不锈钢双金属复合管的数值模拟与工艺研究》文中研究说明自改革开放至今,我国在文化、经济、科学等方面都取得了突飞猛进的发展。尤其在科学研究方面,伴随着经济的发展,各个行业对于新型材料的需求也是越来越大。传统、单一的金属材料已达不到工业使用的标准。以化工产品、石油开采为例:由于全球经济命运共同体,一带一路的发展之下,运输与开采都面临着巨大的挑战,由陆地逐渐发展到海洋,由一个国家连接到另一个国家。传统的金属管运输已经不能满足需求,迫切需要研究适合不同需要的高性能金属管。本文研究的双金属复合管,以碳钢为基管,以不锈钢为衬管。其同时兼具不锈钢优良的耐腐蚀性能和碳钢优良的综合力学性能及价格低廉的优势,在实际工业中得到了广泛的运用与发展。本文将复合管制备工艺分成塑性成型与非塑性成型两大类,对各种制备工艺的优缺点进行对比分析,综合实际考虑,选择运用Y型三辊轧机来制备碳钢/不锈钢双金属复合管,并且采用冷轧的制备工艺。通过对金属弹塑性有限元理论、冷轧金属原理、轧机孔型设计理论等的研究分析,应用大型有限元分析软件ABAQUS进行数值模拟,对轧管的变形规律,不同轧制阶段复合管外管、内管的等效应力分布,轧制过程中轧制力的变化规律以及对双金属复合管直径和壁厚精度进行了分析。研究表明:应力整体分布主要集中在轧管与轧辊接触区域,轧制成型后,双金属复合管外管壁厚变化量相对内管的壁厚变化量较大,且各处壁厚变化基本均匀,复合管基本呈现圆形;轴向应力对双金属复合管的直径与壁厚有较大的影响。最后,应用三辊轧机对碳钢/不锈钢双金属复合管进行了轧制实验,在有限的实验条件下,制备了一根长约500毫米的样品,并对其结合强度与壁厚变化进行了检测。研究表明:实验得到样品的结合力为2.6MPa,壁厚的不均匀度为2.05%,符合国家常规机械结合标准。进一步验证了三辊轧机制备双金属管的可行性,并对实际生产提供了理论研究与有效的实验数据。
张统[6]（2020）在《钛合金薄壁件铣削加工变形预测与参数优化研究》文中提出钛合金材料因具有优异的耐蚀性能、高强度、抗疲劳等显着优点,在航空航天领域得到越来越广泛的应用。但钛合金铣削时切削温度高、刀具磨损严重、材料热传导率低,使其极易在加工中发生变形,降低零件的加工精度。因此,针对钛合金薄壁C形件在侧铣精加工阶段产生的加工变形问题展开研究,利用有限元仿真技术和偏最小二乘回归算法,预测薄壁C形件的整体加工变形情况,并用实验验证预测模型的准确性,探索薄壁件铣削加工变形预测和加工参数优化的方法,以最高加工效率和最小加工变形为目标对薄壁C形件进行铣削参数优化,开发具有变形预测和参数优化功能的人机交互系统。具体研究工作如下:针对钛合金TC4有限元动态仿真中的铣削力预测问题,建立钛合金TC4铣削加工三维热力耦合有限元模型,研究铣削过程中的铣削力、温度、应力及应变分布,并进行铣削力实验,将仿真得到的铣削力值与实验值进行对比,以此来验证仿真模型的准确性。针对钛合金薄壁C形件有限元仿真中的变形预测问题,采用动态仿真和静力学仿真两种方法,对薄壁C形件的局部和整体结构进行加工变形预测,通过实验来验证和分析薄壁C形件的加工变形规律,并采用经实验验证的有限元静力学变形模型来计算出不同铣削参数下薄壁C形件的最大加工变形。针对钛合金薄壁C形件加工过程中的铣削参数优化问题,采用偏最小二乘回归模型,建立铣削参数与薄壁C形件铣削加工变形之间的非线性映射关系,采用遗传算法,以最小化加工变形和最高生产效率为目标函数,实现薄壁C形件的铣削参数优选。基于MATLAB可视化编程,将本文中的变形预测模型和铣削参数优化模型集成到薄壁件铣削参数优化系统中,以此来实现钛合金薄壁C形件铣削加工变形的快速预测及铣削参数的优选。
黄书烽[7]（2019）在《三维内翅片管辊轧-犁切挤压复合成形机理及其传热性能研究》文中指出随着社会经济的发展,我国面临能源安全和环境污染等诸多挑战,节能是缓解能源安全和环境污染的有效手段。管壳式换热器广泛应用于各个工业领域,其传热性能直接影响各领域的能耗水平。翅片管是换热器的核心部件,其性能的优劣决定换热器的换热能力。三维内翅片具有优异的传热性能获得了学术界和产业界的广泛关注,然而,如何高效加工三维内翅片管目前仍是一个难题。针对这一难题,本文提出辊轧-犁切挤压复合成形方法,研发具有圆弧主切削刃和弧形挤压曲面特征的犁切挤压刀具,实现了三维内翅片管高效可控加工。主要研究内容如下:提出三维内翅片管的辊轧-犁切挤压复合成形方法:在辊压成形的二维内螺旋翅片的基础上,犁切挤压成形三维内翅片管。研究了新型的犁切挤压复合成形刀具,该刀具具有圆弧状主切削刃和弧形挤压曲面特征。实验结果表明,该犁切挤压刀具突破了传统刀具主、副切削刃的经典包络原理,使管内表面被犁切开的内螺旋翅片不被去除而被挤压成形三维内翅片。研究了三维内翅片成形的犁切挤压临界深度,并推导出最大允许犁切挤压深度的计算公式。结合实验和有限元成分析,研究了三维内翅片的犁切挤压成形过程。结果表明,三维内翅片的犁切挤压成形可分为三个阶段:初始犁切、挤压、稳定成翅阶段。分析了三维内翅片管各阶段成形过程的各物理场以及刀具参数对各物理场的影响规律。结果表明:三维内翅片在成形过程中,翅根部存在应力集中现象;圆弧半径越大,三维内翅片根部的等效应力越大,并且翅片发生轴向倾斜;采用大挤压角加工,有利于成形直立的三维内翅片。研究了犁切挤压深度和进给速度对三维内翅片几何结构的影响规律。研究发现,三维内翅片高度随进给速度和犁切挤压深度的增加而增大,该变化趋势与理论预测高度变化趋势一致;翅片厚度随进给速度的增大而增大;犁切挤压深度对翅片间距没有影响,该结果跟理论预测公式相吻合。同时,揭示了刀具主偏角、挤压角以及圆弧半径对内翅片几何结构的影响规律。结果表明:内翅高度随犁切挤压刀具的主偏角增大而减小,翅片周向倾斜角度随主偏角度的增大而增加;三维内翅片的翅高和倾角度随挤压角的增大而增大;犁切挤压刀具的圆弧半径越大,翅片高度和倾角越小。研究了三维内翅片管的传热性能。与文献报道的内螺旋翅片管、波纹管和酒窝管等的传热性能对比,三维内翅片管的最大综合传热性能提高了6.9%-30%。相对传统的内螺旋翅片管,三维内翅片管的综合传热性能提高了13.1%,并已成功应用于某着名企业的空气源热泵。为进一步提高三维内翅片管的传热性能,分别提出了三维内翅片管内插树枝状调控结构、多孔纤维调控结构的复合强化传热方案;结果表明,相对单一的三维内翅片管,三维内翅片管内插树枝状调控结构的综合传热性能提高了15.7-86.2%;相对螺旋槽管内插双纽带,三维内翅片管内插树枝状调控结构的综合传热性能是其的2.06倍。相对文献报到的锥形插入物和多纽带插入物,三维内翅片管内插多孔纤维调控结构的综合传热性能提高了33.9%-78.9%。
杨青青[8]（2019）在《CPE机组顶管壁厚精度分析》文中研究说明CPE（cross rolling piercing and elongation）顶管机组是生产热轧无缝钢管的重要机组之一,具有投资少、运行成本低、产品质量好、生产效率高等优点。但由于对顶管机变形行为的研究较少,实际生产中主要依靠经验进行生产,尤其在生产中、小直径薄壁和中壁高钢级钢管（如13Cr及T91等）时,钢管壁厚不均严重的问题,在很大程度上影响了产品的质量和企业的经济效益。因此系统研究顶管过程不同工艺和工具参数对钢管的横向壁厚及纵向壁厚精度的影响规律,为实际生产中工艺参数及其孔型优化提供科学依据,无疑具有重要的理论和实际意义。本文针对Φ114 mm CPE顶管机组实际生产T22钢无缝管时出现的壁厚不均严重问题,借助于三维有限元分析软件Simufact,分析典型规格顶管过程的轧件应力/应变场、各机架轧件的孔型充满、荒管的横向壁厚及纵向壁厚分布规律;系统研究了不同的顶管工艺和工具参数如芯棒速度、芯棒润滑状态、毛管温度及孔型结构参数等对顶管过程轧件的横向及纵向壁厚精度的影响规律。研究的主要结论如下:（1）顶管过程中,荒管横向壁厚分布曲线近似为“︵”,在孔顶和辊缝处荒管壁厚最小,但在孔型的侧壁处荒管壁厚最大;荒管纵向壁厚分布为从荒管的尾部到头部壁厚逐渐减薄,荒管头部区域壁厚最薄。（2）减壁量较大机架的金属严重不均匀变形、辊缝处较大的轴向拉应力及快速芯棒给予轧件向前的拽入力是荒管横向壁厚不均严重的主要原因。（3）综合考虑生产效率、生产能耗、工具的磨损以及轧件壁厚的均匀性,在实际生产中应选取芯棒速度Vmax=2.7 m/s为宜。（4）随着芯棒摩擦系数增大,所轧荒管平均壁厚增大,芯棒摩擦系数f=0.08时,所轧荒管的纵向壁厚不均度较好。（5）当毛管初始温度从1010?C增加到1050?C时,所轧荒管的横向壁厚不均度从9.64%下降到7.69%。毛管温度变化对荒管纵向壁厚不均影响不大。（6）机架减壁量越大,辊缝处拉薄量越大,产生的附加应变越大,金属横向流动加剧,孔型开口处金属流动不均匀性增大,荒管横向壁厚不均度也增大。
程威[9]（2019）在《车身超高强钢热成形件冲压工艺及模具结构可靠性优化设计研究》文中提出汽车工业的高速发展使环境污染、能源危机与交通安全等问题日益严峻,实现汽车轻量化设计是解决上述问题的有效方式之一。为了在汽车轻量化设计过程中满足碰撞相关标准,新材料和新工艺被越来越多的应用于车身设计中。在车身结构的设计过程中,先进高强钢的使用可以在降低零件质量的情况下,满足车身的碰撞性能。作为典型的轻质材料,高强度钢板已大量于车身关键零部件中,例如结构件和安全件等。随着高强度钢的抗拉强度的提高,高强度钢的塑性大幅降低,在冷冲压过程中存在开裂、起皱和回弹等成形缺陷,限制了其在车身中的使用。热成形技术将冲压成形工艺与热处理工艺有效地结合起来,充分利用高温下板材的成形性能好的特点,解决了高强度钢常温下成形性能差的问题。与此同时,热成形工艺中淬火后的材质具备较高的强度和塑性,大幅提升了车身的结构强度并有效降低了车身的质量,具备较好的轻量化前景。然而,当前热成形零件设计和性能分析、热成形模具冷却系统设计以及热成形模具服役性能研究等方面依然存在部分盲区,影响了热成形零件的开发效率及服役性能。因此,开展热成形零件结构、工艺参数、装备开发及服役性能研究有重要理论意义和实际应用价值。为了探索热成形零件及其装备的关键性能,以高效指导热成形件开发过程,本文首先研究了考虑热冲压效应的热成形件结构和工艺设计方法,并对耦合“结构-工艺-性能”的热成形件可靠性设计和优化方法进行了系统的研究;其次,为了提高热成形模具冷却水道的设计效率,提出了兼顾模具结构强度、冷却能力和冷却均匀性的热成形模具的冷却水道设计方法;最后,提出了考虑成形模具磨损量、结构强度和冷却性能的热成形模具的服役性能评价方法,分析热成形工艺过程中各个参数对服役性能的影响。本文的具体研究内容如下:（1）热成形件“结构-工艺-性能”耦合仿真分析方法研究,首先提出了热成形结果信息向碰撞模型的映射方法,基于Voce模型实现热成形钢淬火后性能的精确定义,开发了考虑热成形效应的碰撞耦合仿真方法。在此基础上,本文基于元模型技术、蒙特卡洛方法以及遗传算法等开发了一套通用的多目标可靠性设计方法。其次,选取了典型热成形件门槛梁以及前门防撞梁为研究对象,进行了零件的结构、工艺以及性能的设计和优化,优化结果表明,确定性优化设计方案虽然提升了典型热成形件的抗撞性能,但零件成形性能相对较低,导致可靠性降低;而可靠性优化设计方案所获得的零件虽然牺牲了部分抗撞性能,但该方案具备更好的可靠性和稳健性,能够更好地指导实际开发过程。（2）考虑成形特性的变厚度热成形件设计方法研究,为进一步探索热成形技术在车身轻量化中的应用前景,提高热成形件的设计效率并降低失效风险,提出了变厚度热成形件“工艺-结构-性能”优化设计方法,探索了热成形件关键工艺参数以及厚度区间分布对零件抗撞性和成形性的影响。在此基础上,基于多目标确定性和可靠性设计优化方法,研究了变厚度热成形零件各重要参数对其成形性能和抗撞性能的影响。选取了典型热成形变厚度零件B柱加强板,并通过三点弯试验和局部碰撞试验,获取了零件的抗撞性指标,完成了变厚度零件的工艺参数及厚度分布的设计和优化,优化结果表明,可靠性的设计方案在满足抗撞性的前提下,具备更好的成形性;同时,可靠性设计方案具备更好的稳健性和适用性。（3）热成形模具设计方法研究,为提升热成形模具冷却水道设计效率,并降低设计失效的风险,提出了一种热成形模具冷却水道设计方法,充分考虑了模具的结构强度、冷却能力和冷却均匀性等关键性能。首先,提取了热成形模具的冷却水道关键设计参数,并通过能量平衡原理确认了参数的设计空间;其次,提出了热成形模具关键性能的评价指标,以实现对热成形模具性能的准确评估;在此基础上,运用集成粒子群算法和蒙特卡洛模拟方法的多目标可靠性优化方法,以获取最优的模具冷却水道设计方案。研究结果表明:可靠性设计方案大大提高了模具的冷却性能、冷却均匀性,同时兼顾了模具的结构强度,通过模具生产的零件,具备较好的综合力学性能,本文提出的方案较好地指导了项目开发过程。（4）考虑工艺参数的热成形模具服役性能研究,为了探索热成形模具的服役性能,研究各关键工艺参数对模具综合性能的影响,提出了基于可靠性优化方法的热成形模具关键工艺参数设计方法,解决了热成形模具磨损、冷却能力及结构强度之间的矛盾。首先,提出了融合Archard方法、模具寿命预测方法和热冲压工艺全工序有限元模型的数值模拟方法;在此基础上,通过多目标确定性和可靠性优化设计方法,获取优化设计方案;最后,通过优化设计方案指导实际项目开发过程,并跟踪模具的磨损情况,验证本文提出的方法。研究结果表明,本章提出的方案有效减少了模具的磨损,并提高了模具的结构强度和冷却能力,具备较好的工程适用性。
李泽宇[10]（2019）在《柔轮杯形坯电流辅助拉深旋压成形方法研究》文中研究说明谐波减速器是机器人中广泛使用的传动零件。柔轮是谐波减速器中的核心结构,直接影响谐波减速器的传动精度和疲劳寿命。目前,先进的柔轮制造工艺被日本和美国的企业垄断,国内亟待研发成熟的柔轮制造工艺。柔轮是薄壁回转体零件,适合使用旋压工艺进行加工,但柔轮常用材料30CrMnSiA合金钢室温塑性成形性能差,难以进行塑性成形,而传统的锻造和切削加工方法,由于加工过程中零件装夹困难和金属流线被破坏,存在材料利用率低、成形质量不稳定和产品力学性能低等缺点。电流对金属材料塑性具有改善作用,利用材料的电致塑性效应能有效提高难变形材料的成形潜力。因此,本文提出利用30CrMnSiA合金钢的电致塑性效应提高其塑性及成形能力,解决材料室温塑性差的问题,结合旋压成形和滚轧成形方法,实现柔轮的近净成形。本文针对柔轮完整旋滚复合成形工艺中的拉深旋压制坯过程,以柔轮杯形坯为研究对象,进行电流辅助拉深旋压成形方法的研究。基于电流辅助单向拉伸试验,研究了柔轮材料30CrMnSiA合金钢的电致塑性效应,采用修正的Johnson-Cook模型构建了30CrMnSiA合金钢的高温电致塑性本构方程。根据传热学和电接触理论,考虑拉深旋压工装特点,进行了电流辅助拉深旋压电流施加方法设计,并通过旋压实验对比,获得了最佳的通电方案。基于ABAQUS有限元软件,编写了30CrMnSiA合金钢高温电致塑性本构方程的材料子程序,建立了“电-热-力”完全耦合的电流辅助拉深旋压有限元模型,并通过模拟研究了电流辅助拉深旋压成形机理。搭建了电流辅助拉深旋压实验平台,并进行了电流辅助拉深旋压实验研究;以旋压件内径偏差和倒锥角为成形质量指标,采用响应面对柔轮杯形坯电流辅助拉深旋压成形进行工艺参数优化。研究结果表明,在200600℃,电流能有效降低30CrMnSiA合金钢的强度,但材料塑性未有显着提高;在6001000℃,电流能有效降低30CrMnSiA合金钢的强度并提高其塑性;基于电流辅助单向拉伸试验构建的30CrMnSiA合金钢高温电致塑性本构方程能有效预测材料在电流辅助条件下的流变行为。采用导体动态接触能实现对坯料的局部加热,具有加热效率高的优点,能有效降低坯料加热对电源设备和导电设备的要求,适合在电流辅助拉深旋压中使用;在三种电流施加方案中都易出现电火花放电现象,对坯料造成烧蚀,其中使用尾顶和反推盘作为正负电极的方案仅对口部造成烧蚀,影响最小。坯料在预热阶段存在明显的温度梯度,起旋温度超过1000℃时可能造成坯料的过烧;电流施加能显着降低拉深旋压过程中的旋压力,并改善杯形坯口部的回弹现象。电流辅助拉深旋压有效消除了室温旋压时出现的破裂现象;旋压件内径偏差随电流的增大而减小,随旋轮与芯模相对间隙的增大而增大,随进给比的增大先增大后减小;定义旋压件母线与轴线的夹角为倒锥角,倒锥角随着电流的增大而增大,随着旋轮与芯模相对间隙的减小先减小后增大;电流辅助拉深旋压最优工艺参数组合是:I=1200A,t0=52s,f=0.36mm/r,δ=-38%。
二、轴向进给辊轧热力耦合有限元模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、轴向进给辊轧热力耦合有限元模拟（论文提纲范文）
（1）考虑残余应力的球头铣刀铣削钛合金集成仿真优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及其研究背景和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 球头铣刀切削性能的研究现状 |
| 1.2.2 金属切削有限元模拟的研究现状 |
| 1.2.3 切削加工优化技术的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 球头铣刀参数化建模与磨削工艺仿真 |
| 2.1 球头铣刀整体结构分析 |
| 2.2 球头铣刀空间刃线的数学模型 |
| 2.2.1 回转刀具周刃空间曲线建模 |
| 2.2.2 球刃空间曲线建模 |
| 2.2.3 排屑槽空间曲线建模 |
| 2.3 球头铣刀参数化模型的建立 |
| 2.3.1 刀具特征变量设定 |
| 2.3.2 球头铣刀球刃螺旋槽 |
| 2.4 球头铣刀的磨削工艺仿真 |
| 2.4.1 球头铣刀前刀面的磨削工艺仿真 |
| 2.4.2 球头铣刀容屑槽的磨削工艺仿真 |
| 2.4.3 球头铣刀后刀面的磨削工艺仿真 |
| 2.5 球头铣刀的磨削过程 |
| 2.6 球头铣刀几何参数的检测 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 铣削加工过程有限元模拟与分析 |
| 3.1 有限元切削仿真关键技术 |
| 3.1.1 材料的弹塑性本构关系 |
| 3.1.2 工件材料本构模型 |
| 3.1.3 切屑与工件分离准则 |
| 3.1.4 工件与刀具的接触摩擦模型 |
| 3.2 铣削加工过程有限元三维模型的建立 |
| 3.2.1 工件和刀具的网格划分 |
| 3.2.2 工件与刀具的热传导模型 |
| 3.2.3 工件和刀具几何模型的建立 |
| 3.3 铣削表面残余应力的理论分析 |
| 3.3.1 已加工表面残余应力的热-力耦合机理分析 |
| 3.3.2 已加工表面残余应力的仿真分析 |
| 3.4 铣削加工过程三维有限元模拟 |
| 3.4.1 铣削力有限元模拟 |
| 3.4.2 铣削温度场有限元模拟 |
| 3.4.3 铣削应力场有限元模拟 |
| 3.4.4 铣削残余应力场有限元模拟 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 钛合金铣削实验研究及模型验证 |
| 4.1 钛合金铣削实验研究 |
| 4.1.1 实验条件 |
| 4.1.2 铣削力测试方案 |
| 4.1.3 铣削力实验结果与仿真结果的对比分析 |
| 4.2 钛合金残余应力测试实验研究 |
| 4.2.1 残余应力测试设备 |
| 4.2.2 残余应力的测试原理与测量方法 |
| 4.2.3 残余应力测试方案 |
| 4.2.4 残余应力实验结果与仿真结果的对比分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于Isight平台的集成仿真优化研究 |
| 5.1 多学科集成优化技术 |
| 5.2 Isight集成仿真优化设计及集成过程 |
| 5.2.1 Isight优化设计平台及优化理论 |
| 5.2.2 Isight集成过程 |
| 5.3 优化问题的数学模型 |
| 5.3.1 球头铣刀几何参数优化数学模型的建立 |
| 5.3.2 考虑残余应力的切削参数优化数学模型的建立 |
| 5.4 基于Isight集成仿真优化平台搭建 |
| 5.4.1 球头铣刀几何参数集成仿真优化平台 |
| 5.4.2 考虑残余应力的切削参数集成仿真优化平台 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术成果 |
| 致谢 |
（2）侧壁铣削加工变形仿真及工艺优化（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景、目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 薄壁件切削加工变形研究现状 |
| 1.3.2 切削力建模研究现状 |
| 1.3.3 切削加工有限元数值模拟的研究现状 |
| 1.3.4 切削加工工艺及参数优化研究现状 |
| 1.4 研究内容和论文框架 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 论文框架 |
| 第二章 薄壁件铣削加工变形仿真模型的建立 |
| 2.1 金属切削机理 |
| 2.1.1 切削去除机理 |
| 2.1.2 切削热 |
| 2.2 螺旋刃铣削力模型 |
| 2.2.1 切削力 |
| 2.2.2 螺旋铣削力建模 |
| 2.3 螺旋刃立铣刀几何模型 |
| 2.3.1 容屑槽端截面线模型 |
| 2.3.2 铣刀螺旋刃线模型 |
| 2.4 有限元分析方法 |
| 2.4.1 基本原理及ABAQUS软件介绍 |
| 2.4.2 有限元分析基本流程 |
| 2.4.3 有限元运动方程 |
| 2.4.4 有限元切削仿真技术 |
| 2.5 铣削有限元模拟关键技术 |
| 2.5.1 薄壁件铣削模型简化 |
| 2.5.2 材料本构模型 |
| 2.5.3 切屑失效判定准则 |
| 2.5.4 刀具-工件网格划分技术 |
| 2.5.5 刀屑接触摩擦设置 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 侧壁铣削变形仿真及参数优化 |
| 3.1 二维铝合金切削有限元模拟 |
| 3.1.1 X、Y向切削力分析 |
| 3.1.2 应力、应变场分析 |
| 3.1.3 切削温度场分析 |
| 3.2 侧壁铣削加工变形仿真模型 |
| 3.2.1 铣刀材料属性 |
| 3.2.2 侧壁工件几何模型 |
| 3.2.3 铣削变形仿真模型 |
| 3.2.4 薄侧壁高速铣削变形分析 |
| 3.3 铣削参数及刀具参数对铣削变形仿真研究 |
| 3.3.1 铣削深度对侧壁铣削变形影响 |
| 3.3.2 铣削宽度对侧壁铣削变形影响 |
| 3.3.3 进给量对侧壁铣削变形影响 |
| 3.3.4 主轴转速对侧壁铣削变形影响 |
| 3.3.5 刀具齿数对侧壁铣削变形影响 |
| 3.3.6 刀具直径对侧壁铣削变形影响 |
| 3.4 铣削参数优化 |
| 3.4.1 基于试验设计法的正交试验设计 |
| 3.4.2 铣削仿真正交试验方案及结果分析 |
| 3.4.3 正交试验极差分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同走刀路径对侧壁铣削变形影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 侧壁加工不同走刀方案 |
| 4.3 仿真过程及变形分析 |
| 4.4 应力、应变结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 装夹辅助支撑对侧壁铣削影响研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 三维铣削辅助支撑有限元优化模型 |
| 5.2.1 装夹约束分析 |
| 5.2.2 工件-夹具接触有限元优化模型 |
| 5.2.3 薄壁件铣削加工有限元建模技术 |
| 5.3 装夹辅助支撑对侧壁铣削影响研究 |
| 5.3.1 辅助支撑数量对侧壁铣削影响 |
| 5.3.2 辅助支撑接触面积对对侧壁铣削影响 |
| 5.3.3 辅助支撑高度对对侧壁铣削影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（3）两道次辊式成形对回转外形筒体成形质量的作用机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 选题来源 |
| 1.2 选题背景及意义 |
| 1.3 国内外筒体件的成形方法研究现状 |
| 1.3.1 冲压(反挤压)工艺 |
| 1.3.2 旋压工艺 |
| 1.3.3 径向锻造 |
| 1.3.4 辊锻与辊轧 |
| 1.4 本文研究方案及内容 |
| 1.4.1 研究方案 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2.曲线回转外形筒体辊式成形基本原理 |
| 2.1 辊式成形原理 |
| 2.2 辊式成形过程 |
| 2.3 省力途径分析 |
| 2.4 辊式成形过程中飞边的产生原因 |
| 2.5 辊式成形过程中折叠的产生原因 |
| 2.6 辊式成形过程中的存在的关键问题 |
| 2.7 本章小结 |
| 3.辊轮飞边槽的设计理论与方法 |
| 3.1 辊式成形模型的建立与有限元模拟 |
| 3.1.1 辊式成形模型建立 |
| 3.1.2 辊式成形有限元模拟 |
| 3.2 不同飞边槽开口角度下的模拟结果分析 |
| 3.2.1 不同飞边槽开口角度第一道次辊式成形质量分析 |
| 3.2.2 不同飞边槽开口角度第二道次辊式成形质量分析 |
| 3.3 飞边槽内金属变形均匀性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.辊轮周向型槽设计的理论与方法 |
| 4.1 辊式成形过程中的前滑理论及影响因素 |
| 4.2 辊式成形前滑公式推导 |
| 4.3 摩擦系数对辊式成形前滑值的影响 |
| 4.4 辊轮的周向型槽设计 |
| 4.4.1 辊轮凹槽中部的前滑规律 |
| 4.4.2 辊轮凹槽边部的前滑规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 5.两次辊式成形工艺对工件成形质量作用机理 |
| 5.1 辊式成形40Cr有限元模拟设计 |
| 5.2 模拟结果分析 |
| 5.2.1 辊式成形质量分析 |
| 5.2.2 辊式成形温度场分析 |
| 5.2.3 辊式成形模具受力分析 |
| 5.3 工艺参数对辊式成形质量的影响机制及关联模型的建立 |
| 5.3.1 响应曲面法 |
| 5.3.2 实验设计 |
| 5.3.3 响应曲面分析 |
| 5.3.4 关联模拟的建立 |
| 5.4 本章小结 |
| 6.曲线外形筒体零件辊式成形试验 |
| 6.1 实验条件及设备 |
| 6.2 实验方案及流程 |
| 6.3 实验结果分析 |
| 6.3.1 成形质量分析 |
| 6.3.2 成形尺寸分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）薄壁回转体零件加工变形仿真及控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 薄壁类零件加工变形研究现状 |
| 1.2.1 薄壁类零件加工变形影响因素分析 |
| 1.2.2 毛坯初始残余应力研究现状 |
| 1.2.3 切削加工引入的残余应力研究现状 |
| 1.2.4 薄壁类零件加工变形控制方法研究现状 |
| 1.2.5 薄壁类零件加工变形有限元模拟方法研究现状 |
| 1.3 切削加工有限元模拟研究现状 |
| 1.4 本文研究主要内容 |
| 2 2024铝合金切削加工模拟与分析 |
| 2.1 切削加工机理分析 |
| 2.2 铝合金三维斜角切削有限元模型建立 |
| 2.2.1 材料的本构模型 |
| 2.2.2 工件与刀具的材料模型 |
| 2.2.3 摩擦模型 |
| 2.2.4 切屑分离准则 |
| 2.2.5 边界条件与网格划分 |
| 2.2.6 加工残余应力模拟方法 |
| 2.3 切削加工模拟结果与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 残余应力对薄壁回转体零件加工变形的影响研究 |
| 3.1 毛坯淬火模拟 |
| 3.1.1 几何建模与网格划分 |
| 3.1.2 淬火模拟材料参数 |
| 3.1.3 模拟方法与边界条件 |
| 3.1.4 模拟结果与分析 |
| 3.2 初始残余应力对加工变形的影响研究 |
| 3.2.1 初始残余应力引起加工变形机理 |
| 3.2.2 初始残余应力对加工变形影响的模拟 |
| 3.3 加工残余应力对加工变形的影响研究 |
| 3.3.1 加工残余应力引起加工变形机理 |
| 3.3.2 应力施加坐标变换 |
| 3.3.3 加工残余应力对加工变形影响的模拟 |
| 3.4 对比两类残余应力对加工变形的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 薄壁回转体零件加工变形的预测模型建立 |
| 4.1 预测模型建立方法介绍 |
| 4.2 预测模型建立涉及的关键技术研究 |
| 4.2.1 材料去除与分析步定义 |
| 4.2.2 载荷施加方式 |
| 4.2.3 二次开发技术的应用 |
| 4.3 加工变形模拟与分析 |
| 4.3.1 几何模型与模拟条件 |
| 4.3.2 毛坯初始残余应力获取 |
| 4.3.3 模拟结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 加工工艺对薄壁回转体零件加工变形的影响研究 |
| 5.1 去应力处理对加工变形的影响研究 |
| 5.1.1 初始残余应力释放引起加工变形 |
| 5.1.2 去除初始残余应力后加工模拟结果 |
| 5.1.3 去应力处理对加工变形影响分析 |
| 5.2 走刀次数对加工变形的影响研究 |
| 5.2.1 切削载荷获取 |
| 5.2.2 不同走刀次数下加工模拟结果 |
| 5.2.3 走刀次数对加工变形影响分析 |
| 5.3 对比不同加工工艺方案下工件尺寸的变化 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）碳钢/不锈钢双金属复合管的数值模拟与工艺研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 双金属复合管的应用以及发展 |
| 1.3 双金属复合管制备工艺介绍 |
| 1.3.1 塑性成型法 |
| 1.3.2 非塑性成型法 |
| 1.4 研究内容与意义 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 复合管成型工艺与原理 |
| 2.1 双金属复合管复合理论的分析 |
| 2.2 轧制成型工艺 |
| 2.2.1 引言 |
| 2.2.2 Y型三辊轧机轧制复合管介绍 |
| 2.2.3 Y型三辊轧机轧制复合管的优势 |
| 2.3 冷轧管的金属学原理 |
| 2.4 弹塑性本构方程 |
| 2.5 弹塑性有限元理论 |
| 2.6 双金属孔型设计理论 |
| 2.6.1 孔型系统的选择 |
| 2.6.2 孔型系统设计 |
| 2.6.3 孔型形状系数与填充系数的选择 |
| 2.6.4 孔型形状模型确定 |
| 2.6.5 孔型基本参数计算 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 双金属复合管轧制成型过程的有限元模拟 |
| 3.1 ABAQUS有限元软件介绍 |
| 3.2 建立有限元几何模型 |
| 3.2.1 有限元求解的本质 |
| 3.2.2 模拟参数的设定 |
| 3.2.3 有限元模型的建立 |
| 3.2.4 材料模型的属性 |
| 3.2.5 选择分析步的设置及输出 |
| 3.2.6 网格的划分 |
| 3.3 接触定义的设定 |
| 3.3.1 载荷的施加 |
| 3.3.2 求解控制 |
| 3.4 有限元模型的可靠性验证 |
| 3.4.1 理论分析 |
| 3.4.2 实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 双金属复合管有限元模拟的结果分析 |
| 4.1 轧管断面变形分析 |
| 4.2 轴向应力分布分析 |
| 4.3 等效应力应变的分布分析 |
| 4.4 管坯轧制结束后的应力分布 |
| 4.5 复合管管坯直径和壁厚受应力变化的研究 |
| 4.6 轧制力的分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 复合管轧制成型的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方案 |
| 5.2.1 测量系统 |
| 5.2.2 进行压力的标定 |
| 5.3 轧制实验所用设备 |
| 5.4 实验方案 |
| 5.5 实验结果分析 |
| 5.5.1 对轧制力进行分析 |
| 5.5.2 对复合管结合强度进行分析 |
| 5.5.3 对复合管壁厚精度进行分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（6）钛合金薄壁件铣削加工变形预测与参数优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 切削加工过程数值模拟的研究现状 |
| 1.2.2 薄壁件加工变形有限元仿真的研究现状 |
| 1.2.3 钛合金薄壁件加工变形预测方法研究现状 |
| 1.2.4 切削参数优化的研究现状 |
| 1.3 现有研究的不足 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 本文研究的主要内容 |
| 第2章 钛合金铣削加工过程数值模拟 |
| 2.1 基于热力耦合的有限元数值模拟关键性技术 |
| 2.1.1 材料参数设置 |
| 2.1.2 材料失效准则 |
| 2.1.3 工件与刀具的接触摩擦模型 |
| 2.2 三维有限元模型铣削过程动态仿真 |
| 2.2.1 几何模型的建立及铣削参数设置 |
| 2.2.2 模型的装配与网格的划分 |
| 2.2.3 仿真结果及分析 |
| 2.3 钛合金加工过程铣削力分析及实验验证 |
| 2.3.1 实验设备与条件 |
| 2.3.2 铣削力仿真模型验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 钛合金薄壁C形件铣削变形有限元模型的建立 |
| 3.1 钛合金薄壁C形件三维铣削模型 |
| 3.2 钛合金薄壁C形件有限元动态铣削加工变形仿真 |
| 3.2.1 有限元动态铣削加工变形仿真流程 |
| 3.2.2 建立几何模型和装配模型 |
| 3.2.3 边界条件设置 |
| 3.2.4 铣削力仿真结果分析 |
| 3.2.5 加工变形仿真结果分析 |
| 3.3 钛合金薄壁C形件有限元静力学铣削加工变形仿真 |
| 3.3.1 有限元静力学仿真流程 |
| 3.3.2 有限元模型的建立 |
| 3.3.3 仿真加工变形结果分析 |
| 3.4 钛合金加工过程铣削形变分析及实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 钛合金薄壁C形件铣削变形回归预测建模研究 |
| 4.1 铣削变形预测模型的确定 |
| 4.2 基于偏最小二乘回归理论的铣削变形预测模型 |
| 4.2.1 偏最小二乘回归建模 |
| 4.2.2 交叉有效性原则 |
| 4.2.3 偏最小二乘回归模型在铣削变形预测中的应用 |
| 4.3 模型检验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 薄壁件加工过程铣削参数优化及系统开发 |
| 5.1 基于遗传算法的铣削加工参数优化 |
| 5.1.1 优化算法简介 |
| 5.1.2 设计变量 |
| 5.1.3 铣削参数优化模型的目标函数 |
| 5.1.4 铣削参数优化模型的约束条件 |
| 5.1.5 铣削参数优化求解 |
| 5.2 参数优化效果验证 |
| 5.3 薄壁件铣削加工参数优化系统开发 |
| 5.3.1 预测系统需求分析 |
| 5.3.2 钛合金薄壁件铣削参数优化GUI设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
（7）三维内翅片管辊轧-犁切挤压复合成形机理及其传热性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表及物理名称 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 翅片管加工技术研究现状 |
| 1.2.1 翅片管分类 |
| 1.2.2 外翅片加工技术研究现状 |
| 1.2.3 内翅片加工技术研究现状 |
| 1.2.4 翅片管加工过程模拟研究现状 |
| 1.3 管内强化传热技术研究现状 |
| 1.3.1 高效换热管强化换热技术现状 |
| 1.3.2 管内插入物强化传热技术现状 |
| 1.3.3 管内复合强化传热技术现状 |
| 1.4 有待研究和解决问题 |
| 1.5 课题来源及主要研究内容 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 研究目标 |
| 1.5.3 主要研究内容 |
| 第二章 三维内翅片管辊轧-犁切挤压成形方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 辊轧-犁切挤压成形方法的提出 |
| 2.3 三维内翅片管的辊轧-犁切挤压成形过程 |
| 2.4 内翅片犁切挤压成形刀具设计 |
| 2.5 实验验证 |
| 2.5.1 加工装置与实验条件 |
| 2.5.2 三维内翅片管加工方法验证及实验结果 |
| 2.5.3 三维内翅片成形特点 |
| 2.6 内翅片几何参数理论计算 |
| 2.7 三维内翅片犁切挤压临界深度 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 三维内翅片犁切挤压成形过程有限元分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 内翅片犁切挤压有限元分析模型的建立 |
| 3.2.1 三维几何模型建立 |
| 3.2.2 网格划分及运动边界条件 |
| 3.2.3 工件材料属性及本构模型 |
| 3.2.4 接触与摩擦模型 |
| 3.2.5 内翅片犁切挤压成形的有限元模型验证 |
| 3.3 三维内翅片犁切挤压成形过程分析 |
| 3.3.1 三维内翅片塑性变形分析 |
| 3.3.2 内翅片成形过程各物理场分析 |
| 3.4 刀具参数对内翅片成形的影响 |
| 3.4.1 圆弧半径对内翅片成形的影响 |
| 3.4.2 挤压角对内翅片成形影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 工艺参数对三维内翅片成形的影响规律 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验设备与条件 |
| 4.3 工艺参数对内翅片几何结构影响 |
| 4.3.1 三维内翅片几何参数表征 |
| 4.3.2 进给速度对内翅片几何结构影响 |
| 4.3.3 犁切挤压深度对内翅几何结构影响 |
| 4.4 犁切挤压刀具参数对内翅片几何结构的影响 |
| 4.4.1 刀具主偏角对内翅片几何结构影响 |
| 4.4.2 刀具挤压角对内翅片几何结构影响 |
| 4.4.3 刀具圆弧半径对内翅片几何结构影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 三维内翅片管传热性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 三维内翅片管传热实验方案 |
| 5.3 三维内翅片管传热性能测试系统 |
| 5.3.1 内翅片管传热实验测试系统 |
| 5.3.2 数据处理 |
| 5.3.3 测试系统的不确定性分析 |
| 5.3.4 三维内翅片管传热测试系统验证 |
| 5.4 三维内翅片管传热性能分析 |
| 5.4.1 内翅片管传热性能评价 |
| 5.4.2 内翅片管流动特性评价 |
| 5.4.3 内翅片管综合传热性能评价 |
| 5.4.4 与传统内螺旋翅片管对比分析 |
| 5.4.5 与已有研究结果对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 三维内翅片管复合强化传热性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三维内翅片管与树枝状调控结构的复合强化传热性能研究 |
| 6.2.1 树枝状调控结构在光管内强化传热性能研究 |
| 6.2.2 三维内翅片管与树枝状调控结构的复合强化传热方案 |
| 6.2.3 复合强化传热特性评价 |
| 6.2.4 复合流动特性评价 |
| 6.2.5 复合综合传热性能评价 |
| 6.2.6 实验结果与已有研究对比 |
| 6.2.7 三维内翅片管的复合强化换热性能预测 |
| 6.3 三维内翅片管与多孔纤维调控结构的复合强化传热性能研究 |
| 6.3.1 实验测试样品及方案 |
| 6.3.2 孔隙率对复合强化传热性能影响 |
| 6.3.3 直径对复合强化传热性能影响 |
| 6.3.4 间距对复合强化传热性能影响 |
| 6.3.5 与已有研究对比分析 |
| 6.4 两种复合强化管对比分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）CPE机组顶管壁厚精度分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 课题研究的目的、意义 |
| 1.2 无缝钢管概述 |
| 1.2.1 我国热轧无缝钢管生产情况 |
| 1.2.2 我国热轧无缝钢管生产的主要机组 |
| 1.3 顶管工艺的发展 |
| 1.3.1 CPE顶管机组辊模的介绍 |
| 1.3.2 传统的顶管工艺 |
| 1.3.3 CPE工艺的发展历程 |
| 1.3.4 我国CPE工艺的应用实践 |
| 1.3.5 目前CPE机组产品质量现状与改进措施 |
| 1.4 国内外对热轧无缝钢管壁厚精度研究 |
| 1.5 国内外对热轧无缝钢管轧制过程的数值模拟研究 |
| 1.6 文献中主要结论及有待研究的问题 |
| 1.6.1 文献主要结论 |
| 1.6.2 有待研究的问题 |
| 1.7 本课题研究内容、研究方法及技术路线 |
| 1.7.1 研究内容 |
| 1.7.2 研究方法和技术路线 |
| 1.8 课题研究的创新点 |
| 1.9 预计存在的主要问题、困难及解决办法 |
| 第二章 数值模型的建立 |
| 2.1 初始条件、传热边界条件和摩擦边界条件 |
| 2.2 材料模型的建立 |
| 2.3 顶管过程工艺及孔型参数 |
| 2.4 变形体单元划分 |
| 2.5 有限元模拟方案 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 典型规格的顶管过程分析 |
| 3.1 数值模拟模型的建立 |
| 3.2 顶管过程轧件的轴向应力分析 |
| 3.3 顶管过程金属流动分析 |
| 3.3.1 横截面切片的金属流动 |
| 3.3.2 侧壁30°处金属的横向(沿孔型宽度方向)流动 |
| 3.3.3 金属的轴向(沿轧制方向)流动 |
| 3.4 顶管过程轧件在各机架出口的壁厚分布 |
| 3.4.1 顶管过程各机架轧件壁厚值计算 |
| 3.4.2 各机架出口壁厚分布 |
| 3.5 典型规格荒管横向壁厚分析 |
| 3.5.1 荒管横向壁厚精度的指标 |
| 3.5.2 荒管横向壁厚精度分析 |
| 3.6 典型规格荒管纵向壁厚精度的分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 顶管过程芯棒速度及摩擦对壁厚精度影响 |
| 4.1 顶管过程芯棒速度对壁厚精度的影响 |
| 4.1.1 不同芯棒速度下轧件轴向应力分析 |
| 4.1.2 不同芯棒速度下轧件在各机架出口的壁厚分析 |
| 4.1.3 芯棒速度对荒管纵向壁厚精度的影响 |
| 4.2 顶管过程芯棒摩擦状态对壁厚精度的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 顶管过程毛管初始温度对荒管壁厚精度影响 |
| 5.1 不同毛管初始温度下轧件轴向应力分析 |
| 5.2 不同毛管初始温度下轧件出口壁厚分析 |
| 5.3 毛管初始温度对荒管横向壁厚精度的影响 |
| 5.4 毛管初始温度对荒管纵向壁厚精度的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 顶管过程不同孔型参数对荒管壁厚精度影响 |
| 6.1 三种不同孔型顶管过程的工艺及孔型参数 |
| 6.2 三种孔型顶管过程轧件内表面等效应变分析 |
| 6.3 CPE顶管过程钢管的横向变形及金属流动分析 |
| 6.4 三种孔型顶管过程轧件在各机架出口的壁厚分析 |
| 6.5 不同孔型结构参数对荒管纵向壁厚精度的影响 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在校研究成果 |
| 致谢 |
| 附录A |
（9）车身超高强钢热成形件冲压工艺及模具结构可靠性优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 热成形技术简介 |
| 1.2.2 热成形件在汽车车身中的应用 |
| 1.2.3 国内外相关研究现状 |
| 1.3 存在的问题与研究目的 |
| 1.3.1 存在的问题 |
| 1.3.2 研究目的 |
| 1.3.3 课题来源 |
| 1.4 论文研究思路和主要研究内容 |
| 第2章 热成形耦合分析方法及可靠性优化设计方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 热冲压效应映射方法 |
| 2.3 多目标可靠性优化设计方法 |
| 2.3.1 确定性优化和可靠性优化模型 |
| 2.3.2 蒙特卡洛算法 |
| 2.3.3 基于代理模型的多目标优化 |
| 2.3.4 热成形件的成形性能和抗撞性能评价指标 |
| 2.3.5 耦合“工艺-性能”的可靠性优化模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 热成形CAE模拟及参数灵敏度分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超高强钢板热成形理论基础 |
| 3.2.1 传热分析理论 |
| 3.2.2 热力耦合分析理论 |
| 3.2.3 流固耦合分析理论 |
| 3.2.4 材料相变理论 |
| 3.3 热成形件CAE分析 |
| 3.3.1 门槛梁热成形CAE分析 |
| 3.3.2 TRB热成形件CAE分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于可靠性方法的热成形零件耦合优化设计研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 等厚度热成形件“工艺-性能”耦合可靠性设计 |
| 4.2.1 热成形门槛梁可靠性设计 |
| 4.2.2 热成形前门防撞梁可靠性设计 |
| 4.3 TRB热成形件“工艺-性能”耦合可靠性设计 |
| 4.3.1 基于三点弯曲试验的TRB B柱可靠性设计 |
| 4.3.2 基于局部碰撞试验的TRB B柱可靠性设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于可靠性方法的热成形模具优化设计研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 热成形模具结构和冷却性能的可靠性设计 |
| 5.2.1 热成形工艺数值模拟分析 |
| 5.2.2 模具冷却性能及其工艺参数分析 |
| 5.2.3 基于可靠性方法的优化设计流程 |
| 5.2.4 优化结果和试验验证 |
| 5.3 热成形模具服役性能的可靠性设计 |
| 5.3.1 热成形模具磨损数值模拟方法 |
| 5.3.2 热成形模具磨损和冷却性能设计和优化 |
| 5.3.3 优化结果和讨论 |
| 5.3.4 模具磨损验证和运用 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 主要结论和创新点 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读博士学位期间所发表的学术论文目录 |
（10）柔轮杯形坯电流辅助拉深旋压成形方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 柔轮制造工艺研究现状 |
| 1.3 电致塑性效应研究现状 |
| 1.3.1 电致塑性机理研究现状 |
| 1.3.2 电致塑性本构方程研究现状 |
| 1.4 电流辅助成形方法研究现状 |
| 1.5 拉深旋压成形工艺研究现状 |
| 1.6 课题的研究背景、目的及内容 |
| 1.6.1 课题研究背景、意义及来源 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 30CrMnSiA合金钢电致塑性效应研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电流辅助单向拉伸试验装置和方法 |
| 2.2.1 试样制备与试验平台 |
| 2.2.2 应变测量方法 |
| 2.2.3 试验参数范围选取 |
| 2.3 单向拉伸试验结果分析 |
| 2.3.1 真实应力应变曲线 |
| 2.3.2 断面收缩率 |
| 2.4 高温电致塑性本构方程构建 |
| 2.4.1 Johnson-Cook模型拟合 |
| 2.4.2 拟合结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 柔轮杯形坯电流辅助拉深旋压电流施加方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 柔轮成形工艺方案拟定 |
| 3.3 旋压坯料通电加热过程分析 |
| 3.3.1 电流热效应分析 |
| 3.3.2 通电过程热传递分析 |
| 3.3.3 电接触热效应分析 |
| 3.4 电流辅助拉深旋压电流施加方法研究 |
| 3.4.1 30CrMnSiA合金钢通电加热实验 |
| 3.4.2 电流施加方案设计思路 |
| 3.4.3 电流辅助拉深旋压成形工艺参数选择 |
| 3.4.4 不同电流施加方案旋压实验对比 |
| 3.4.5 电火花烧蚀问题 |
| 3.5 电流辅助拉深旋压绝缘装置 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 电流辅助拉深旋压有限元模拟分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电致塑性本构方程有限元应用 |
| 4.2.1 本构方程材料子程序编写 |
| 4.2.2 单向拉伸试验模型验证 |
| 4.3 电流辅助拉深旋压有限元建模关键技术 |
| 4.3.1 几何模型建立与网格划分 |
| 4.3.2 材料模型建立 |
| 4.3.3 接触关系处理 |
| 4.3.4 分析步设置 |
| 4.3.5 有限元模型能量验证 |
| 4.4 电流辅助拉深旋压数值模拟结果分析 |
| 4.4.1 温度场分析 |
| 4.4.2 等效应力与应变分析 |
| 4.4.3 旋压力分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 电流辅助拉深旋压实验与参数优化研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 柔轮杯形坯电流辅助拉深旋压实验及成形质量分析 |
| 5.2.1 旋压成形工装设计 |
| 5.2.2 柔轮杯形坯电流辅助拉深旋压成形实验 |
| 5.2.3 壁厚均匀性分析 |
| 5.2.4 内径与倒锥角分析 |
| 5.3 响应面优化模型建立 |
| 5.3.1 响应指标与影响因素选取 |
| 5.3.2 响应面实验方案设计 |
| 5.3.3 响应面回归模型的建立与优化 |
| 5.4 响应面最优工艺参数组合预测及实验验证 |
| 5.4.1 旋压件内径偏差响应曲面分析 |
| 5.4.2 旋压件倒锥角响应曲面分析 |
| 5.4.3 最优工艺参数组合预测及实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、轴向进给辊轧热力耦合有限元模拟（论文参考文献）
- [1]考虑残余应力的球头铣刀铣削钛合金集成仿真优化研究[D]. 崔玉龙. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
- [2]侧壁铣削加工变形仿真及工艺优化[D]. 闫肃. 太原科技大学, 2020
- [3]两道次辊式成形对回转外形筒体成形质量的作用机理研究[D]. 胡缤. 中北大学, 2020(09)
- [4]薄壁回转体零件加工变形仿真及控制技术研究[D]. 范志强. 大连理工大学, 2020(02)
- [5]碳钢/不锈钢双金属复合管的数值模拟与工艺研究[D]. 苏剑峰. 太原科技大学, 2020(03)
- [6]钛合金薄壁件铣削加工变形预测与参数优化研究[D]. 张统. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
- [7]三维内翅片管辊轧-犁切挤压复合成形机理及其传热性能研究[D]. 黄书烽. 华南理工大学, 2019(06)
- [8]CPE机组顶管壁厚精度分析[D]. 杨青青. 安徽工业大学, 2019(02)
- [9]车身超高强钢热成形件冲压工艺及模具结构可靠性优化设计研究[D]. 程威. 湖南大学, 2019
- [10]柔轮杯形坯电流辅助拉深旋压成形方法研究[D]. 李泽宇. 华南理工大学, 2019(01)