国家自然科学基金(51175451)
- 作品数：15 被引量：43H指数：4
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- 圆锥形凹模径向分块压边拉深工艺实验研究被引量：6
- 2015年
- 采用圆锥形凹模拉深工艺可以提高成形极限,但需要用压边圈将板坯先压成与凹模面吻合的形状,当变形程度较大时,板坯很容易起皱。为了克服这一缺点,提出了将圆锥形凹模与径向分块压边方法结合的工艺,该工艺可有效改善压边圈与板坯的约束状态,从而达到抑制起皱的目的。对圆筒形件的拉深成形,采用了刚柔复合的径向分块压边圈结构,设计了圆锥形凹模径向分块多压边圈拉深模,取不同凹模半锥角的圆锥形凹模进行了圆筒形件的拉深成形实验。实验表明,新的压边方法能有效克服初始成形过程的起皱,可与锥度较小的凹模一起使用。采用凹模半锥角为45°的凹模,得到AA5754、AA6061和08Al三种板材的极限拉深系数分别为0.410、0.431、0.373,显著提高了成形极限。对圆锥形凹模的拉深成形,给出了理论计算成形极限的方法,理论与实验结果非常接近。
- 孔晓华秦泗吉陆宏郑星
- 关键词：起皱
- 基于伺服驱动的压边力控制近似等误差法被引量：1
- 2016年
- 针对正装模具结构的伺服驱动压边力控制系统,根据系统的六杆机构传动规律、压力机滑块运动曲线以及系统刚度特性等,建立了系统的输入与输出关系。对于给定的压边力与行程关系输出曲线,给出了采用逐点比较的近似等误差直线逼近方法,并设计了计算流程图。以某轴对称拉深成形工艺为例,求出了压边力行程关系曲线的节点坐标,并根据输入输出关系得出对应的输入点坐标。这种方法可根据需要控制逼近精度,避免了非线性方程的复杂求解过程,计算简单、实用。
- 杨莉
- 关键词：伺服驱动压边力控制
- 基于增量理论的板材轴对称成形直接积分解法
- 2019年
- 对一般轴对称曲面零件成形,在平面应力假设和增量理论等条件下,以初始构形为参考构形,采用参数分析方法,得到了等效应变增量的微分方程.由于该微分方程包含了等效应变增量和等效应变增量的一阶导数项,一般情况下,等效应变增量的一阶导数以隐函数的形式存在,难以采用理论方法进行求解,因此,将等效应变增量的一阶导数表示成其自身、等效应变增量以及参变量的函数,根据泰勒级数展开式和积分的定义给出了逐步积分解法,可用于求解轴对称胀形、翻边、拉深等板材成形问题.以圆筒形件和圆锥形件的拉深成形为例,采用增量理论,将总变形分成若干个增量步,逐步加载,跟踪变形质点,累加应变,求解得到了法兰区和凹模圆角区等的应变分布.对分别采用比例加载条件、增量理论计算得到的结果与实验值进行了比较,结果表明,采用增量理论得到的结果更接近实验值.
- 秦泗吉孔晓华杨莉
- 关键词：板材成形比例加载平面应力
- 复合伺服驱动压边力控制执行机构建模与优化被引量：7
- 2015年
- 将伺服电动机驱动与双滑块六杆机构复合,利用伺服电动机的可控性和六杆机构的速度特性,实现拉深过程的变压边力控制。在综合考虑机构输出位移中的弹性位移和刚性位移基础上,建立压边机构输入输出关系的数学模型。当机构几何参数一定时,可根据压边力与滑块位移的关系并考虑机构的变形,确定压边机构的输入速度。为优化杆系尺寸,在考虑压边工作行程和传动效果良好的基础上,以机构输出速度与压力机滑块速度相差最小(在压边力施加阶段),及机构总体尺寸最小为目标函数,优化确定了双滑块六杆机构的杆系尺寸。利用仿真软件,由前面建立的输入输出关系数学模型确定仿真输入速度,仿真结果表明,采用复合伺服驱动双滑块六杆执行机构实现压边力控制是可行的。
- 杨莉金振林秦泗吉邹凤刚黄勇超
- 关键词：板材成形压边力控制
- 板材拉深成形电控永磁压边方法研究被引量：2
- 2021年
- 为了克服传统压边方法不能独立施加压边力,电磁压边能耗高且发热量大的问题,提出了一种基于电控永磁技术的压边方法。根据电控永磁技术和拉深成形工艺的特点,研制了带有磁力压边装置的拉深成形模具。采用有限元方法模拟了磁极单元和磁垫的充退磁过程,在进行磁场和力学场耦合分析的基础上,确定了以磁吸力作为压边力施加在成形板坯上的接触压力分布。由有限元软件模拟的电控永磁压边与传统压边作用下板坯的成形效果可知,两种压边方法所得拉深件的应变分布基本一致。采用电控永磁压边方法分别对直径为180 mm和195 mm的08Al板坯(厚度为0.98 mm)进行了拉深实验,拉深高度为48 mm,结果表明,电控永磁压边方法可以实现压边力的独立加载,能够提供足够大的压边力。最后,分别计算了采用传统压边方法、电磁压边方法和电控永磁压边方法的能量消耗,其中,电控永磁压边方法节能效果最好,相对于电磁压边方法,节能高达95%以上。
- 张红升秦泗吉程啸曹丽琴
- 关键词：板材成形拉深成形压边力控制磁路设计
- 考虑磁场区影响的电控永磁压边方法
- 2023年
- 电控永磁压边方法具有独立加载、传动链短、节能、易于控制等优点。针对铁磁性板材成形,提出了一种新的成形区和磁场区重合的电控永磁压边方法。以圆筒形件的拉深成形为例,采用新设计的压边装置对不同压边力加载条件下的结构变形进行了磁力耦合有限元模拟,分析了板坯磁性对磁场和压边力分布的影响。由分析结果可知,新设计的压边力加载装置的刚度明显提高,新压边方法具有更好的压边效果,模具结构更紧凑。根据模拟和理论分析结果设计制作了拉深试验装置。实验结果表明,将成形区和磁场区重合的电控永磁压边方法是完全可行的。
- 史锐秦泗吉潘自给陈浩东李学洋
- 关键词：板材成形拉深压边力控制
- 电控永磁技术的磁极单元设计及在塑性加工中的应用被引量：1
- 2020年
- 对电控永磁磁极单元充退磁过程进行了分析,确定了磁极单元的主要结构参数的优化步骤。选取永磁体高度和宽度、可逆磁体长度和高度及磁极块高度5个结构参数作为自变量,根据理论计算并结合实践经验确定了各结构参数的取值范围。基于有限元分析,进行了正交仿真实验,得到了充磁和退磁磁吸力的实验结果。分析了结果数据的相关性,选择合适的正交模型并建立了回归方程,最终得到自变量的最优参数组合。根据优化结果,设计制作了双磁极单元的电控永磁吸盘,实验结果表明,采用该优化方法可以达到吸盘的充退磁要求,吸盘达到的最大磁吸力与设计值接近。最后,简述了电控永磁技术在快速换模和成形过程中的主要应用。
- 程啸李宪宾毛耀本杨乐秦泗吉
- 关键词：参数优化
- 轴对称拉深成形凸缘变形区应力的解析求解被引量：11
- 2011年
- 在一定的假设条件下,对轴对称拉深成形凸缘变形区的应力进行解析分析,得到以积分形式表示的应力表达式。进行恰当的变量代换后,根据积分函数符合线性变化的规律,分别利用积分中值定理和泰勒级数展开公式,简化得到径向应力的解析表达式。根据简化公式可直接计算得到任一变形瞬间凸缘变形区的应力分布,以及不同变形瞬间的凹模入口处的径向应力。采用两种简化方法计算与以积分计算得到的结果非常接近,给出的算例表明,在拉深过程中,凹模入口处的径向应力最大相对误差小于0.6%,最大应力相对误差小于0.15%。以圆筒形件的拉深成形为例,在考虑板坯在凸缘区和凹模圆角区的摩擦、及板坯在凹模圆角区的弯曲等条件下,采用简化解析公式,计算极限拉深系数,计算结果与试验值吻合较好。
- 秦泗吉
- 关键词：板料成形拉深积分中值定理泰勒级数
- 基于积分法的轴对称拉深成形凸缘区应力、应变数值解
- 2014年
- 在平面应力、平面应变和等效应变与位置半径反比假设条件下,对轴对称拉深成形凸缘区的应力、应变的解析解进行比较。在平面应力假设条件下,给出了基于直接积分法的凸缘区应力、应变计算流程,简化了参数方程的求解过程,得到了考虑厚度变化的应力应变数值解。理论分析和有限元模拟结果表明,3种假设条件下的径向应力数值解与有限元模拟结果都相差较小,平面应力假设条件下的应力、应变数值解与有限元仿真结果更接近。采用0.87 mm厚的ST16钢板进行了圆筒形件拉深成形实验,测量了凸缘区的应变,分析表明,平面应力假设条件下得到的应变数值解与实验结果更相符,有限元仿真结果与实验结果接近且趋势一致。
- 秦泗吉盖玢玢顾勇飞杨莉邓超王耀华
- 关键词：板材成形平面应力数值解
- 伺服驱动压边力控制系统建模与仿真被引量：3
- 2015年
- 将伺服驱动技术应用于压边力控制,可以更有效地控制拉深成形过程,提高成形效果。采用伺服电机驱动的压边力控制系统由机械和数控系统两部分组成,系统参数匹配的合理性对压边力控制的动态性能影响较大,而系统的动态性能直接影响到压边力控制精度和效果。首先对双滑块六杆机构输入输出方程进行了线性化处理,建立了机械系统、数控伺服系统的数学模型,得到了压边力控制系统的数学模型和仿真模型,对控制系统进行了仿真分析,初步确定了控制系统的位置环PID参数。最后根据仿真分析结果进行了压边力控制实验系统的参数设定,实验表明,根据仿真值稍作调整就能达到实验系统的控制要求,大大缩短了系统调试时间。
- 杨莉王国佐邹凤刚秦泗吉
- 关键词：压边力控制伺服驱动数学模型PID控制系统仿真
