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旋压是一种被广泛应用于航空航天、兵器生产和民用工业等的金属塑性成形方式,属于无屑加工。随着产品需求越来越多样化,能够实现柔性成形的无芯模旋压已成为目前国内外的研究热点,应用及市场前景广阔。然而其相关研究主要集中在成形方式、基础机理、有限元仿真模型等,对于无芯模旋压成形质量问题的主要来源——回弹,多是定性分析,鲜有定量分析。为解决上述问题,本文基于无芯模旋压成形及回弹过程的仿真分析和机理分析,构建了无芯模旋压回弹模型,并基于该模型进行了回弹补偿的研究。 基于ANSYS/LS-DYNA平台建立无芯模旋压成形及回弹过程的仿真分析模型。通过分析无芯模旋压过程中板料三向应力应变以及变形状态,对无芯模旋压板料自由变形机理及回弹机理进行研究,为后续回弹模型的构建和回弹补偿的研究奠定基础。 构建锥形件的单道次无芯模旋压回弹模型,基于该模型进行回弹补偿。通过分析锥形件单道次无芯模旋压的回弹影响因素,选取目标偏转角和进给比作为回弹模型的主要回弹影响因素,选取角度表达法作为回弹量表达参数;通过理论分析与实验相结合的方法,构建关于目标偏转角的锥形件单道次无芯模旋压回弹模型;提出进给比影响因子的概念,用以构建关于进给比的回弹模型。综合各主要回弹影响因素,建立锥形件的单道次无芯模旋压回弹模型,基于该回弹模型进行回弹补偿。 构建锥形件的多道次无芯模旋压回弹模型,基于该模型进行回弹补偿。提出先简化再还原的回弹模型构建方法,通过将锥形件的多道次无芯模旋压简化为两道次,选取终道次目标偏转角、前道次目标偏转角、道次数、道次加工量分配方式、终道次进给比作为回弹模型的主要回弹影响因素。首先构建关于前道次和终道次目标偏转角的回弹模型;进而提出当量前道次目标偏转角的概念,以解决道次简化所带来的回弹影响丢失问题;通过终道次进给比影响因子构建关于进给比的回弹模型;综合各主要回弹影响因素,建立锥形件的多道次无芯模旋压回弹模型,基于该回弹模型进行回弹补偿。 构建曲母线件的无芯模旋压回弹模型,将其分为一个整体回弹模型和两个局部回弹模型,基于所建立的回弹模型进行回弹补偿。基于已获取的曲母线模型,根据母线形状特点进行关键点采集,将原母线模型简化为关键点模型。提出曲母线件无芯模旋压回弹问题的分治策略,将曲母线件无芯模旋压回弹模型分为整体回弹模型和局部回弹模型;其中局部回弹模型又包括成形段形状相对于母线整体形状趋势的局部回弹模型,以及后续成形段影响因素的局部回弹模型。基于各回弹模型即可进行曲母线件无芯模旋压的回弹补偿,重构母线后实现曲母线件无芯模旋压的精确成形。