吉林大学学报(工学版) ›› 2013, Vol. 43 ›› Issue (05): 1302-1306.doi: 10.7964/jdxbgxb201305025

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连续柔性成形三维曲面件的形状控制模型

隋洲, 蔡中义, 兰英武, 李明哲   

  1. 吉林大学 辊锻工艺研究所, 长春 130022
  • 收稿日期:2012-08-13 出版日期:2013-09-01 发布日期:2013-09-01
  • 通讯作者: 蔡中义(1963- ),男,教授,博士生导师.研究方向:材料加工过程数值模拟,塑性成形理论与数字化成形.E-mail:caizy@jlu.edu.cn E-mail:caizy@jlu.edu.cn
  • 作者简介:隋洲(1985- ),男,博士研究生.研究方向:板料连续柔性成形及其自动化.E-mail:suizhou11@mails.jlu.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(51075186);"863"国家高技术研究发展计划项目(2009AA04Z117).

Shape control model for three-dimensional surface part in continuous flexible forming process

SUI Zhou, CAI Zhong-yi, LAN Ying-wu, LI Ming-zhe   

  1. Roll Forging Institute, Jilin University, Changchun 130022, China
  • Received:2012-08-13 Online:2013-09-01 Published:2013-09-01

摘要:

对于给定的有序型值点,采用非均匀有理B样条插值技术构建目标曲面及其截面线方程,并基于回弹效应和双向曲率的相互影响建立横向(垂直于柔性辊的滚动方向)、纵向(沿柔性辊的滚动方向)的形状控制模型,给出了连续柔性成形过程中柔性辊轴线上控制单元的相对位置及上柔性辊的压下量,实现了反求工程与连续柔性成形技术的结合。通过数值模拟计算出横向形状控制模型中的待定系数,并结合纵向形状控制模型进行了实验验证,最终成形件的曲率与目标曲率相一致。

关键词: 材料合成与加工工艺, 形状控制模型, 压下量, 非均匀有理B样条, 回弹效应

Abstract:

For given ordered data points, the Non-Uniform Rational B-spline (NURBS) interpolation technology was employed to construct the target surface and its intersection curve equations. Based on the interaction of springback effect and double curvature bending influence of sheet metal, the transverse (perpendicular to rolling direction) and longitudinal (along rolling direction) shape control models were developed. The relative positions of control units on the roll's axis and the downward displacement of upper flexible roll were obtained in continuous flexible rolling process. The combination of reverse engineering and continuous flexible forming technology was accomplished. The undetermined coefficient in the transverse shape control model was calculated by means of numerical simulation. Combining with the longitudinal shape control model, verification experiments were conducted. Results show that the final curvature was in good agreement with the target curvature.

Key words: material synthesis and processing technology, shape controlled model, downward displacement, non-uniform rational B-spline, springback effect

中图分类号: 

  • TG302

[1] Wang T, Platts M J, Levers A. A process model for shot peen forming[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2006, 172(2):159-162.

[2] Hemmati S J, Shin J G. Estimation of flame parameters for bending process[J]. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2007, 47(5):799-804.

[3] 李明哲,胡志清,蔡中义,等. 自由曲面工件的连续高效塑性成形方法[J]. 吉林大学学报:工学版,2007,37(3):489-494. Li Ming-zhe, Hu Zhi-qing, Cai Zhong-yi, et al. Method of efficient continuous plastic forming for freeform surface part[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2007, 37(3): 489-494.

[4] 胡志清,李明哲,龚学鹏. 三维曲面板类件的连续柔性成形技术研究[J]. 塑性工程学报,2008,15(1):51-54. Hu Zhi-qing, Li Ming-zhe, Gong Xue-peng. The continuous flexible method for forming the three-dimensional surface parts[J]. Journal of Plasticity Engineering, 2008, 15(1): 51-54.

[5] Cai Zhong-yi, Li Ming-zhe, Lan Ying-wu. Three-dimensional sheet metal continuous forming process based on flexible roll bending: principle and experiments[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2012,212(1): 120-127.

[6] 蔡中义,李明哲,兰英武,等. 三维曲面零件连续成形的形状控制[J]. 吉林大学学报:工学版,2011,41(4):978-983. Cai Zhong-yi, Li Ming-zhe, Lan Ying-wu, et al. Shape control of 3-dimensional curved surface part in continuous forming[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2011, 41(4): 978-983.

[7] 施法中. 计算机辅助几何设计与非均匀有理B样条[M]. 北京:高等教育出版社,2001.

[8] 朱心雄. 自由曲线曲面造型技术[M]. 北京:科学出版社,2000.

[9] Shim D S, Yang D Y, Kim K H, et al. Numerical and experimental investigation into cold incremental rolling of doubly curved plates for process design of a new LARS (line array roll set) rolling process[J]. CIRP Annals-Manufacturing Technology, 2009, 58(1): 239-242.

[10] Yu T X, Zhang Z L. Plastic Bending Theory and Applications[M].Singapore:World Scientific Publishing Co Pte Ltd,1996.

[1] 姜秋月,杨海峰,檀财旺. 22MnB5超高强钢焊接接头强化性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1806-1810.
[2] 胡志清, 颜庭旭, 李洪杰, 吕振华, 廖伟, 刘庚. 深冷处理对铝合金薄板冲剪成形性能的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1524-1530.
[3] 邱小明, 王银雪, 姚汉伟, 房雪晴, 邢飞. 基于灰色关联的DP1180/DP590异质点焊接头工艺参数优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1147-1152.
[4] 陈俊甫, 管志平, 杨昌海, 牛晓玲, 姜振涛, 宋玉泉. 金属棒试样拉伸和扭转试验应变范围和力学特性对比[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1153-1160.
[5] 梁晓波, 蔡中义, 高鹏飞. 夹芯复合板柱面成形的数值模拟及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 828-834.
[6] 刘子武, 李剑峰. 叶片材料FV520B再制造熔覆层冲蚀损伤行为及评价[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 835-844.
[7] 刘纯国, 刘伟东, 邓玉山. 多点冲头主动加载路径对薄板拉形的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 221-228.
[8] 张志强, 刘从豪, 何东野, 李湘吉, 李纪萱. 基于性能梯度分布的硼钢热冲压工艺对形状精度的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1829-1833.
[9] 吕萌萌, 谷诤巍, 徐虹, 李欣. 超高强度防撞梁热冲压成形工艺优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1834-1841.
[10] 王辉, 周杰, 熊煜, 陶亚平, 向荣. 基于逆向工程的复杂曲面冲压件回弹补偿[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1842-1847.
[11] 王春生, 邹丽, 杨鑫华. 基于邻域粗糙集的铝合金焊接接头疲劳寿命影响因素分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1848-1853.
[12] 邢海燕, 葛桦, 李思岐, 杨文光, 孙晓军. 基于模糊隶属度最大似然估计的焊缝隐性缺陷磁记忆信号识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1854-1860.
[13] 谷晓燕, 刘亚俊, 孙大千, 徐锋, 孟令山, 高帅. S355钢/6005A铝合金瞬间液相扩散连接接头组织与性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1534-1541.
[14] 谷诤巍, 张文学, 吕萌萌, 王伟, 徐虹, 李欣. 宽翼边U型截面不锈钢型材拉弯成形缺陷控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1165-1170.
[15] 寇淑清, 宋玮峰, 石舟. 36MnVS4连杆裂解加工模拟及缺陷分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 861-868.
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[1] 朱剑峰, 林逸, 陈潇凯, 施国标. 汽车变速箱壳体结构拓扑优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 584 -589 .
[2] 周逢道, 王金玉, 唐红忠, 张赫, 周继瑜. 近地表电磁探测多频数字驱动信号产生技术[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 682 -687 .
[3] 欧阳继红, 王振鑫, 景黎. 扩展度量关系的9-交集模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 695 -700 .
[4] 郭铁梁, 赵旦峰, 杨大伟. 正交频分复用水声通信系统多普勒频移快速估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 813 -818 .
[5] 何耀, 刘兴涛, 张陈斌, 陈宗海. 基于动力电池组内阻模型的绝缘检测算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(05): 1165 -1170 .
[6] 李志斌, 金茂菁, 刘攀, 徐铖铖. 提高高速公路通行效率的可变限速控制策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(05): 1204 -1209 .
[7] 袁哲, 马文星, 刘春宝, 刘浩. 重型车开式液力减速器温度场分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(05): 1271 -1275 .
[8] 杨小军, 宋青松, 马祥, 李东海. 基于多模型信息滤波器的故障容错目标跟踪[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(05): 1381 -1385 .
[9] 伍文, 孟相如, 刘芸江, 火兴林. 基于连续时间Markov的网络可生存性建模与量化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(05): 1395 -1400 .
[10] 杨兆升, 莫祥伦, 于尧, 张彪. 非常态下路段行程时间估计方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(06): 1459 -1464 .