文档介绍：实验项目名称
复杂成形零件数字化设计仿真与成形控制集成实验
实验学时
24
指导教师
李西宁
实验地点
航空楼D107
实验对象
飞行器制造工程专业大学四年级本科生
可选人数
8
复杂成形零件数字化设计仿真与成形控制集成
实验教学大纲
课程编号: 0570000 课程名称:复杂成形零件数字化设计仿真与成形控制集成实验
课程总学时:24学时课程总学分:4
实验总学时:24学时
适用专业:飞行器制造工程
课程类型: □必修√选修
先修课程:金属塑性成形原理、飞机钣金成形工艺, 0530010/0530020
实验教学的目的、任务与要求
以矩形件成形过程为主线,结合数字化技术发展趋势,贯穿设计、分析模拟以及成形控制等环节,使学生掌握复杂零件展开方法、成形过程仿真、计算机控制等技术在板料成形领域的应用;在分析板料拉深成形过程主要工艺影响参数的基础上,确定优化参数并实现成形过程工艺参数的优化控制。经过系统的综合性训练,使学生对数字化设计制造集成技术的了解和掌握达到一个全新的高度,从而适应航空先进制造技术对人才培养的需求。
复杂成形零件数字化设计仿真与成形控制集成实验的主要要求如下:
1)掌握板料拉深成形工艺;
2)了解有限元基本概念和原理;
3)了解有限元分析软件在板料成形中的应用;
4) 熟悉常用仪器,设备的使用及操作方法。
5) 有一定的理论分析以及结果处理的能力。
实验项目内容及学时分配
序号
实验项目
学时
实验内容
实验类型
备注
1
理论内容讲解
4
1)盒形件拉深成形
2)矩形件的毛料展开方法
3)有限元基本概念和原理
4)模糊控制
5)分区变压边力矩形件成形系统
2
零件造型及毛坯展开
4
1)建立矩形件模型
2)完成矩形件的毛坯展开
3
零件成形过程的仿真与分析
10
1)矩形件成形过程建模
2)矩形件成形过程有限元模拟
3)模拟结果分析,确定参数
毛坯形状对板料成形性能的影响
压边力对板料成形性能的影响
4
基于分区可控压边力成形系统的矩形件成形
6
以仿真分析得到的工艺参数为实验条件,通过分区变压边力矩形件成形系统完成板料拉深成形,并分析结果。
主要教材(讲义、实验指导书)
《复杂成形零件数字化设计仿真与成形控制集成实验》讲义李西宁 .
参考书
《飞机钣金成形原理与工艺》翟平等西北工业大学出版社,.
《金属塑性成形原理》俞汉清等***出版社 .
考核方式
实验过程与实验报告相结合。
使用主要仪器设备说明
1. 材料:低碳钢板及铝板
2. 设备:100吨双动液压机
3. 拉深模具、计算机/工控机
4. 控制系统
5. 测试仪器
制订人:李西宁课程负责人:李西宁
大纲制订时间: 2007年1月27日
西北工业大学
复杂成形零件数字化设计仿真与成形控制集成实验
目录
1. 基本知识概述 1
盒形件拉深成形 1
矩形件的毛料展开方法概述 2
有限元基本概念和原理 7
模糊控制 9
2. 分区变压边力矩形件成形系统 12
分区变压边力矩形件成形系统总体结构 12
压边圈分区的拉深模具 13
压边装置的液压部分 14
控制部分 16
3. 实验 18
实验目的 18
实验材料、使用工具及仪器设备 18
实验内容及步骤 18
问题讨论 20
参考书目 20
基本知识概述
盒形件拉深成形
拉深是在具有一定圆角半径的凸、凹模的作用下,将平板毛坯或半成品毛坯制成开口空心零件的一种冲压工艺。拉深是钣金成形的基础性工艺。各种拉深件按变形力学的特点可分为:圆筒形零件(指直壁旋转体)、曲面形状零件(指曲面旋转体)、盒形件(直壁非旋转体)和非旋转体曲面形状零件(如大型覆盖件)等四种类型。一直以来,圆筒形件作为最简单、最典型的拉深件,而在现阶段,人们对于盒形件的研究也日益增多。
盒形件不具有轴对称的回转体形状,所以盒形件的拉深是非轴对称的冲压成形。在盒形件拉深时,由于在周边方向上的变形与应力的不均匀分布,致使毛坯变形区内各点的位移与位移速度也不一样。方向和大小不同的位移速度可能引发变形区(甚至在非变形区)的诱发应力。
为了便于理解盒形件的拉深变形特点,通常人为的把盒形件划分为直边部分和圆角部分:四个直边和四个半径为的圆角部分。在不考虑直边部分和圆角部分在变形上互相影响的前提下,可以简单的认为:由平板毛坯拉深成盒形件时,直边部分只产生反复的弯曲变形,而圆角部分相当于四分之一筒形件拉深变形。
直边