基于多点柔性压弯的异形曲面中厚板加工

传统意义上的多点柔性压弯加工,对于薄壁零件而言,往往是采用整体冲压模具一次成形,但每一种零件需要用到数套模具,且模具费用昂贵,一般只能用于大规模批量生产制作当中;对于数量少、尺寸较大的零件只能采用手工锤击方法,一般需要经过成百上千次的锤打,然后利用木模反复检测修正才能完成,成形质量差、生产效率低,劳动强度大。对于中厚板(5~30mm),由于变形程度比较小,提出采用多点柔性压弯成形方法加工,实现无模成形,改善被成形件变形条件,适合多品种小批量生产,所加工零件尺寸越大,优越性越突出。

飞机装配数控柔性多点工装技术及应用

型架是飞机装配的重要工艺装备,为了改变传统飞机装配中一个壁板组件对应一个刚性型架的"一对一"装配模式,减少工装数量,实现数字化柔性装配,提出了一种"卡板定位支点可重构"的数控柔性多点型架的新方法.详细介绍了其基本原理及设计关键技术,利用现场总线技术实现了卡板定位支点的数控调形重构,基于CATIA软件二次开发技术开发了调形计算软件,实现了数控柔性多点型架应用过程中调形数据的全数字量传递.应用表明数控型架运行稳定、可靠,满足精度要求,实现了飞机装配工装的数字化和柔性化,对飞机数字化装配柔性工装技术的研究具有重要意义.

典型双曲率零件柔性多点模具蒙皮拉形技术研究

柔性多点模具是由一系列高度可调的小冲头根据需要组合形成离散模具型面的模具系统。采用柔性多点模具进行蒙皮拉形时,在模具与板料之间需放置一弹性垫层,以防止冲头直接作用于零件表面产生压痕。文章针对某典型双曲率零件,通过数值模拟的方法分析了弹性垫层以及零件自身回弹对成形零件外形精度的影响,并以此为依据调整模具冲头位置,实现柔性多点模具型面的优化。最后通过工艺试验,对所建立的优化方法进行了验证,获得了合格的成形零件。

可重构柔性多点模具蒙皮拉形工艺设计系统

针对可重构柔性多点模具蒙皮数字化拉形中的钉柱高度计算和工艺设计问题,开发了可重构柔性多点模具蒙皮拉形工艺设计系统。给出了系统的功能模块和体系结构,研究了曲面空间定位、模面补充、钉柱调形高度计算、毛料尺寸及拉形轨迹计算等关键技术和相关算法。在CATIA环境下,采用组件应用架构二次开发技术,实现了系统的开发。通过对实际蒙皮零件的分析和计算,验证了系统的实用性和有效性。

可重构柔性多点模具蒙皮拉形模面补偿算法

针对单曲形蒙皮零件,建立了有限元数值模拟的离散模型和等效模型,通过对成形计算时间、垫层变形量和成形零件外形的比较,验证了等效模型的高效性和可靠性.为了消除垫层变形和板料回弹对成形精度的影响,采用有限元等效模型技术,基于位移调整法,提出了先进行板料回弹补偿再进行垫层变形补偿的模面补偿算法,并应用该算法分别对单曲形和双曲形蒙皮零件进行了拉形模面补偿分析.在得到的补偿模面上进行了单曲形和双曲形蒙皮零件成形试验,采用非接触光学测量系统进行数字化测量后,发现成形零件外形误差均在允许范围(±0.5 mm)之内,满足精度要求,验证了该模面补偿算法的有效性.

白酒大曲多点柔性制曲机设计及其结构优化

针对现有白酒制曲机结构单一及力度可控性差,曲块整体松紧程度不一致,而导致提浆以及酒品不能达到人工踩曲效果的问题,设计一种新型多点多次柔性可控制曲机,多个锤头进行不同的组合实现多次多点、柔性揉挤剪切曲块,能较好地模拟人工踩曲,可压制出内外松紧适中、匀称的曲块。采用Workbench有限元软件对制曲机关键部件支撑板进行静态力学分析,利用Design Explorer对其参数变量进行多目标优化设计,使得支撑板质量在原设计的基础上减小了24.6%。通过对其主要零部件的优化设计,制曲机在满足曲块工艺参数的条件下,整机重量在原设计方案下减重明显,整机结构更紧凑,综合性能得到提高。

基于多点柔性支撑的钛合金激光焊接变形控制

钛合金带筋壁板类T形结构常见于航空制造领域,其激光焊接工艺已经比较成熟.但是即便在激光高速焊接过程热输入已经很低,仍然会存在一定的焊后角变形.由于航空制造的高精度要求,需要施加额外的主动控制以最大限度减小此类角变形.文中提出并验证了基于可编程多点柔性支撑的主动变形控制方法.针对传统刚性装夹、预置应力不适应于弱刚性带筋壁板结构的问题,设计了一套以STM32单片机为主控,直线电动推杆为执行机构的多点柔性支撑装置.结果表明,可在焊接过程实时监测当前支撑位置的受力状态,并进行动态调节,从而达到有效抑制焊接角变形的效果.

金属板材多点柔性成形理论与应用

多点柔性成形是一种先进的金属板材成形技术 ,这种成形方法能够实现成形路径选择、分段成形等传统成形方法无法实现的功能 .文中基于理想路径成形理论 ,提出了板材多点柔性成形最优成形路径设计的理论与方法 ,建立了多点分段成形过渡区设计准则与多点成形过程中静力隐式弹塑性大变形有限元数值模拟方法 .应用给出的路径设计理论与方法 ,计算了典型样件的最优成形路径 ,应用数值模拟理论、方法及开发的数值模拟软件进行了典型件多点成形过程的数值模拟 .

管材多点柔性拉弯成形制件形状误差研究

针对型材三维成形易出现的凹陷、凸起等截面变形问题,在自主研发的拉弯成形装置基础上,选取矩形管状铝合金型材进行了多点柔性成形制件的形状误差研究,分析了制件横截面高度、宽度方向的变形沿制件长度方向的变化.结果表明:成形过程中,矩形管材制件的上、下表面发生内凹变形,随着制件由对称中心点向两侧对称长度的增加,凹陷率和内凹变形均增大,且上表面的内凹值略大于下表面内凹值;成形过程中,制件的内、外垂直表面出现外凸变形,并且随着对称中心点向两侧对称长度的增加,凸胀率和外凸变形量更大.

埋置空气隙柔性凸点结构随机振动应力应变分析

机械振动疲劳失效是影响柔性晶圆级封装芯片互连结构可靠性的关键因素之一。应用埋置空气隙的柔性凸点结构进行随机振动条件下的有限元仿真分析,建立了三维有限元仿真模型,加载随机振动载荷后分析了X、Y、Z三个方向振动作用下各模态对应互连结构应力应变分布。研究结果表明,随机振动载荷条件下柔性凸点结构最大应力、应变分布位置出现在距离芯片中心最远位置处,互连结构所受应力、应变值均处于材料承受极限范围内,埋置空气隙柔性凸点结构能有效提高电子产品抗振疲劳可靠性。

单曲率蒙皮零件柔性多点模具拉形过程的数值模拟与优化

柔性多点模具是由一系列高度可调的小冲头根据需要组合形成离散模具型面的模具系统。本文通过有限元数值模拟方法,针对某典型单曲率零件分析了弹性垫层以及回弹对成形过程的影响,并通过调整和优化模具外形包络面,使数值模拟的零件外形与目标零件外形吻合较好,为实际零件的成形和柔性多点模具型面的确定提供了重要的依据。

基于多点驱动式柔性机构的变形翼后缘拓扑优化

机翼翼型由特定飞行条件设计获得,其在各工况下的气动效率皆优问题亟待解决。研究变形翼柔性后缘机构,使其在连续光滑变形前提下,最大程度满足气动最优所需变形范围。采用变密度法拓扑优化方法,以某翼型实际位移与目标位移之间的最小平方差为优化目标函数,通过遗传算法优化确定柔性后缘多点驱动载荷作用位置,建立柔性后缘综合优化模型并采用移动渐近法求解。最后应用Ansys软件仿真对优化设计结果进行检验,表明该变形翼柔性后缘能够实现要求的连续变形,验证了优化设计方法的有效性。

多点柔性工装装夹布局优化研究

薄壁件在多点柔性工装系统定位和支撑作用下,支撑单元布局对其加工变形的影响尤为明显。为此,结合有限元技术、正交实验理论和多元非线性回归的方法,提出以支撑单元的布局为设计参数,建立以薄壁件的最大变形和平均变形为指标的加工变形预测模型。为了简化计算,采用加权的方法将多目标预测模型转化为单目标预测模型,进一步以该单目标预测模型为目标函数,采用全局寻优能力较强的遗传算法进行优化计算,得到理论最优的装夹布局。实验结果表明:多点柔性工装系统的装夹布局与薄壁件的加工变形确实有非线性回归关系,且通过遗传算法得到的最优装夹布局,经过加工分析其最大变形量和平均变形量分别比均匀分布布局降低了53.0%和54.4%,比正交实验最低降低了19.0%和8.9%。

全悬挂多点啮合柔性传动的动力学模型

本文根据第二类拉格朗日方程对全悬挂多点啮合柔性传动装置建立了完整的运动微分方程,其中不仅考虑了悬挂齿轮箱牵连转动的影响及作用于电动机定子上的电磁力矩,还计及了耗散力的广义力.文中使用能量法推导了扭力杆缓冲装置的等效扭转刚度,用广义雅可比法求解了系统的广义特征值问题,并通过计算验证了 12自由度和3自由度两种动力学模型的正确性和一致性.

基于ABAQUS的多点柔性工装系统装夹优化研究

为解决多点柔性工装系统在薄壁件装夹过程中采用密集支撑占用较多资源和调配时间问题,运用有限元法研究了工件在自重和吸附装置吸附力作用下基本体单元的布局优化方法,总结出基本体单元的阵列布局越密集整体变形量越小,且在第7次优化(布局)之后变形波动幅度小于5%;对其中的最优布局(布局)研究了基本体单元间距对整体加工变形的影响,得出间距越大对加工变形控制越有利。研究结果为更有效的解决柔性工装系统基本体单元分布的优化问题和加工变形控制提供了依据。

薄壁件多点柔性加工变形的分析和控制研究

针对开发薄壁件多点柔性工装系统的需求,研究薄壁件多点柔性铣削加工中的变形问题,运用有限元软件ABAQUS对零件的实际加工过程进行模拟仿真。多点柔性工装系统采用布局,分析吸盘边距和吸盘真空度对薄壁件加工变形的影响。通过改变A、B、C三组吸盘的真空度建立三因素四水平正交试验,总结出A、B、C三组吸盘分别调整真空度至-0.5bar、-0.8bar、-0.5bar能够获得更小的平均变形量,对多点柔性工装系统控制薄壁件的加工变形方面给出了建议。

基于ABAQUS的薄壁件多点柔性加工变形分析

运用有限元软件ABAQUS对薄壁件的实际加工过程进行了模拟三维仿真,研究了多点柔性工装系统支撑单元的密度、间距和吸附装置吸附力对薄壁件加工变形的影响。总结出3种因素对加工变形的影响规律以及为减少占用较多资源和调配时间最优的装夹布局,对多点柔性工装系统控制薄壁件的加工变形问题给出了建议。

全悬挂多点啮合柔性传动动态响应的数字仿真

本文将数字计算机仿真技术引人全悬挂多点啮合柔性传动的动态分析,用状态空间法将二阶运动微分方程组降为一阶微分方程组,然后用龙格一库塔一费尔伯格方法进行求解;从而获得了系统的动态响应特性及其与系统参数的关系.

薄壁件多点柔性加工的变形研究

多点柔性技术的核心是离散化且高度可重构的基本体单元,基本体单元的间距选择成为实际面临的重大问题,针对这一情况,以四角点支撑的矩形薄板为理论模型,结合有限元方法,研究了自重作用下,多点柔性支撑矩形金属薄板的变形情况,对基本体单元之间的间距选择给出了建议。

柔性多点模具蒙皮拉形有限元简化分析模型的建立

建立一种简化有限元模型,用以解决柔性多点模具蒙皮拉形工艺由于冲头顶端曲面曲率半径小,而导致单元数量庞大的问题。通过将简化有限元分析模型与非简化模型对比,并通过工艺试验,验证了简化分析模型的可行性和有效性,为新产品研制降低成本提供了有效方法。