一種薄壁柱面構(gòu)件柔性滾彎成形邊波控制的方法
【專(zhuān)利摘要】一種薄壁柱面構(gòu)件柔性滾彎成形邊波控制的方法，步驟：設(shè)計(jì)初始變形路徑1、2，根據(jù)板料與輥輪的幾何關(guān)系得到各個(gè)道次輥輪位姿，分別進(jìn)行數(shù)值仿真；提取仿真數(shù)據(jù),檢驗(yàn)結(jié)果是否滿足縱向精度要求；如某個(gè)變形路徑滿足，則采用該變形路徑，如兩個(gè)都不滿足，檢驗(yàn)兩個(gè)邊波趨勢(shì)；如邊波趨勢(shì)相同，調(diào)整斜率絕對(duì)值小的變形路徑，重復(fù)上述步驟，如趨勢(shì)相反，則設(shè)計(jì)新優(yōu)化路徑；建立新變形路徑模型并仿真，檢驗(yàn)是否滿足縱向精度要求；如滿足則采用，如不滿足，則將新變形路徑作為新變形路徑1，原變形路徑1、2兩者中邊波趨勢(shì)與新變形路徑1相反的路徑作為新變形路徑2，重復(fù)以上步驟，直至縱向精度滿足要求。該方法能減弱邊波效應(yīng)，提升縱向成形精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種薄壁柱面構(gòu)件柔性滾彎成形邊波控制的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種柱面構(gòu)件邊波控制的方法，具體地，涉及一種基于數(shù)值仿真的超大直徑薄壁柱面構(gòu)件柔性滾彎成形邊波控制的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大型復(fù)雜薄壁曲面構(gòu)件是飛機(jī)、船舶、火箭等運(yùn)載工具所用關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，具有生產(chǎn)批量小、形狀多樣化等特點(diǎn)，邊波是大型薄壁構(gòu)件成形中容易出現(xiàn)的缺陷之一，表現(xiàn)為板材成形后邊部的水平偏差，將直接影響板材的成形質(zhì)量。
[0003]由于尺寸大，整體成形對(duì)裝備要求較高，柔性成形是實(shí)現(xiàn)構(gòu)件制造的重要方式。經(jīng)過(guò)檢索，目前并沒(méi)有關(guān)于柔性成形方式邊波控制方面的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種薄壁柱面構(gòu)件柔性滾彎成形邊波控制的方法，通過(guò)調(diào)整變形路徑從而減弱邊波效應(yīng)，提升構(gòu)件柔性成形縱向成形精度。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種薄壁柱面構(gòu)件柔性滾彎成形邊波控制的方法，具體步驟如下:
[0007]I)設(shè)計(jì)兩種初始變形路徑，分別為變形路徑I與變形路徑2，根據(jù)板料與輥輪的幾何關(guān)系計(jì)算得到各個(gè)道次輥輪位姿，分別進(jìn)行數(shù)值仿真；
[0008]2)、提取仿真數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)仿真結(jié)果的縱向精度，與評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，檢驗(yàn)是否滿足縱向精度要求；
[0009]3)、如果某個(gè)變形路徑滿足縱向精度要求，則采用該變形路徑，如果兩個(gè)變形路徑都不能滿足縱向精度要求，檢驗(yàn)兩個(gè)邊波趨勢(shì)是否相反；
[0010]4)、如果邊波趨勢(shì)相同，調(diào)整斜率絕對(duì)值小的變形路徑，重復(fù)進(jìn)行步驟I)、步驟
2)、步驟3)，如果邊波趨勢(shì)相反，則依據(jù)初始變形路徑設(shè)計(jì)新路徑，得到優(yōu)化路徑；
[0011]5)、建立新變形路徑的模型并進(jìn)行仿真，提取仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，與評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，檢驗(yàn)是否滿足縱向精度要求；
[0012]6)、如果新變形路徑滿足縱向精度要求，則采用該變形路徑，如果不滿足，則將新變形路徑作為新的變形路徑I，原變形路徑I與原變形路徑2兩者中邊波趨勢(shì)與新變形路徑I相反的路徑作為新的變形路徑2，重復(fù)以上步驟，直至縱向精度滿足要求。
[0013]步驟I)中所述的根據(jù)板料與輥輪的幾何關(guān)系計(jì)算得到各個(gè)道次輥輪位姿的步驟具體為:
[0014]I)、根據(jù)道次變形因子得到各個(gè)道次成形目標(biāo)半徑:
[0015]Ri = Rn/ai[0016]i為道次序列，i=l,2,…，n ;Ri為第i個(gè)道次時(shí)的成形目標(biāo)半徑；a J i為第i個(gè)道次的道次變形因子；
[0017]2)、根據(jù)末位道次輥輪與板料的相切關(guān)系，可得末位道次輥輪m在X方向的坐標(biāo):
【權(quán)利要求】
1.一種薄壁柱面構(gòu)件柔性滾彎成形邊波控制的方法，其特征在于，具體步驟如下: 1)、設(shè)計(jì)兩種初始變形路徑，分別為變形路徑I與變形路徑2，根據(jù)板料與輥輪的幾何關(guān)系計(jì)算得到各個(gè)道次輥輪位姿，分別進(jìn)行數(shù)值仿真； 2)、提取仿真數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)仿真結(jié)果的縱向精度，與評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，檢驗(yàn)是否滿足縱向精度要求； 3)、如果某個(gè)變形路徑滿足縱向精度要求，則采用該變形路徑，如果兩個(gè)變形路徑都不能滿足縱向精度要求，檢驗(yàn)兩個(gè)邊波趨勢(shì)是否相反； 4)、如果邊波趨勢(shì)相同，調(diào)整斜率絕對(duì)值小的變形路徑，重復(fù)進(jìn)行步驟I)、步驟2)、步驟3)，如果邊波趨勢(shì)相反，則依據(jù)初始變形路徑設(shè)計(jì)新路徑，得到優(yōu)化路徑； 5)、建立新變形路徑的模型并進(jìn)行仿真，提取仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，與評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)t匕，檢驗(yàn)是否滿足縱向精度要求； 6)、如果新變形路徑滿足縱向精度要求，則采用該變形路徑，如果不滿足，則將新變形路徑作為新的變形路徑1，原變形路徑I與原變形路徑2兩者中邊波趨勢(shì)與新變形路徑I相反的路徑作為新的變形路徑2，重復(fù)以上步驟，直至縱向精度滿足要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁柱面構(gòu)件柔性滾彎成形邊波控制的方法，其特征在于，步驟I)中所述的根據(jù)板料與輥輪的幾何關(guān)系計(jì)算得到各個(gè)道次輥輪位姿的步驟具體如下: 1)、根據(jù)道次變形因子得到各個(gè)道次成形目標(biāo)半徑:
Rn Ri=-
OC1-1為道次序列，1=1,2,…，n ；Ri為第i個(gè)道次時(shí)的成形目標(biāo)半徑；a ^為第i個(gè)道次的道次變形因子； 2)、根據(jù)末位道次輥輪與板料的相切關(guān)系，可得末位道次輥輪m在第i個(gè)道次時(shí)在X方向的坐標(biāo):
tW Xmi = + - + r)si?1 —- t為板料厚度;W為板料寬度； 3)、輥輪間的排布方式選擇交錯(cuò)排布，即相鄰輥輪間X方向坐標(biāo)差值相同，由此得到各個(gè)輥輪X在第i個(gè)道次時(shí)的坐標(biāo):
—j _1
Xji = j表示輥輪序列，j=l，2,..., m,其中m為偶數(shù)； 4)、根據(jù)輥輪與板料的位置關(guān)系，得到輥輪在I方向的坐標(biāo): Vji — ~ ~2~r) ~ xJi 2 + j=l，3，5，…，m-1
Jji = Ri — J(Ri + 備 + r).— Xji2 — h j=2，4，6，…，m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁柱面構(gòu)件柔性滾彎成形邊波控制的方法，其特征在于，步驟2)中所述的提取仿真數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)仿真結(jié)果的縱向精度的步驟具體如下: 1)、提取成形后板料縱向方向上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)(Zi，Yi)； 2)、對(duì)所有節(jié)點(diǎn)I坐標(biāo)取均值得到灰，取各個(gè)節(jié)點(diǎn)I坐標(biāo)與均值的差值的最大值作為縱向精度，即max(yi —刃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁柱面構(gòu)件柔性滾彎成形邊波控制的方法，其特征在于，步驟4)中所述的依據(jù)初始變形路徑設(shè)計(jì)新路徑，得到優(yōu)化路徑的步驟具體如下: 1)、對(duì)變形路徑I與變形路徑2得到的仿真結(jié)果提取邊部坐標(biāo)并進(jìn)行一次擬合，分別得到相應(yīng)的斜率的絕對(duì)值&與k2 ; 2)、利用插值方法得到新路徑優(yōu)化公式:
【文檔編號(hào)】B21D5/08GK103934320SQ201410105883
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】趙亦希, 于忠奇, 余海東, 趙勇, 王鎮(zhèn)曉, 孔慶帥 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)