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基于APDL语言的多点成形参数化模拟程序设计与验证

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基于APDL 语言的多点成形参数化模拟程序设计与验证

Design and Verification of the Parametric Simulation Program for Multi-point Forming Based on APDL

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1引言

1.2多点成形模式

1.3多点成形技术特点与缺陷

1.4多点成形的数值模拟

1.5本课题的选题意义和主要研究内容

第2章多点成形参数化模拟程序设计分析

2.1概述

2.2多点成形方式分析

2.3多点成形的曲面生成方式分析

2.4单元类型分析

2.5本章小结

第3章基于APDL语言的多点成形参数化模拟程序设计

3.1概述

3.2多点成形特征参数

3.3多点成形参数化建模

3.4施加载荷和边界条件

3.5定制多点成形工具条

3.6实例演示

3.7本章小结

第4章多点成形数值模拟

4.1概述

4.2基本算法选择

4.3模拟分析基本设置

4.4多点成形质量评价指标

4.5起皱、压痕和回弹的影响因素及其规律

4.6回弹校正

4.7本章小结

第5章多点成形实验

5.1概述

5.2实验设备与过程

5.3柱面、马鞍面成形实验

5.4球面实验

5.5本章小结

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢

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摘要

多点成形是借助于高度可调的基本体群构成所需的曲面形状,实现板材无模成形的一种新技术。其理论发展还很不成熟,成形前必须对成形过程进行模拟分析以预测成形结果。
  多点成形的有限元分析存在两个困难:一是建模过程繁琐,二是难以同时控制较多的基本体运动模式。ANSYS提供的参数化设计语言(APDL)将参数化设计与有限元分析相结合,用智能分析的方法为多点成形的参数化有限元分析提供了有力工具。
  本文介绍了利用APDL语言进行多点成形参数化模拟程序的设计过程。利用APDL的参数输入对话框,实现了板材尺寸参数、形状参数、基本体尺寸参数、材料属性参数以及载荷参数的输入功能,实现了多点成形有限元分析的快速建模。利用APDL的表达式和函数、分支和循环功能,设计了不同板材曲面生成方式下基本体位置的计算程序,并确定了不同多点成形方式下每个基本体的行程。利用APDL的宏以及用户程序功能,通过定制多点成形工具条实现了定义模型、施加载荷、求解分析的流程控制。
  本文利用所编的多点成形参数化模拟程序对柱面、球面和马鞍面进行了数值模拟。建立了评价多点成形质量的指标,根据这一指标确定了3种曲面在不同曲率半径和不同板厚下的最佳成形力,并分析了板厚和曲率半径对最佳成形力的影响,研究了压痕、起皱和回弹缺陷的影响因素及其规律。
  最后,根据在最佳成形力下的回弹校正数据进行了3种曲面的力-位移分控成形实验。对实验数据和模拟结果进行了对比分析,结果表明:综合考虑模拟和实验过程中成形力的设置方式不同而产生的误差,本文设计的多点成形参数化模拟程序可以满足实际工程需要。

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