基于迭代补偿机制的弯曲回弹控制技术研究

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众所周知,通过弯曲工艺成形的零件广泛用于航空航天、汽车、核电、化学等行业中。成形时弯曲件往往会由于卸载后的回弹使得制品尺寸精度降低。零件的弯曲回弹已经成为了主要的弯曲技术研究难点之一。近年来,国内外许多专家、学者针对不同弯曲工艺的回弹,进行了广泛而深入的探究,运用了多种手段,涉及到众多弯曲工艺领域。虽然目前众多学者针对不同的弯曲工艺,提出了各种解决回弹问题的模型和方法,但由于实际工况中不可避免地产生工艺参量的波动,导致它们均不能极精确地控制和预测成形件的回弹量。本文提出了一种通过有限次补偿操作使其成形件的尺寸达到期望值的方法,并从理论上论证了这种补偿方法的工艺特点。同时,本文针对不同的弯曲工艺参量提出了相应的迭代补偿策略,并从理论、模拟、试验多角度论述了这些补偿策略的可行性。首先本文结合弹塑性理论,推导出了普通自由弯曲的中性层曲率与板坯弯曲角及普通拉弯工艺的中心层半径的弹复规律。然后对弯曲参量进行“映射”,建立了普通弯曲的工艺参量——中性层半径、板坯弯角与普通拉弯工艺参量——几何中心层半径的补偿模型。同时,由这些弯曲工艺参量补偿模型引申出了普通弯曲中性层半径补偿工艺、普通弯曲板坯弯角补偿工艺与普通拉弯板坯中心层半径补偿工艺。然后应用数值模拟软件ABAQUS对上述三种补偿工艺进行了模拟分析。模拟结果表明:经过有限次补偿操作后,弯曲工艺参量的数值最终很接近目标值。最后,通过实验验证了上述三种弯曲补偿工艺的可行性。
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