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板材多点成形缺陷的数值模拟及颅骨钛板假体数字化制造研究
中文名称: 板材多点成形缺陷的数值模拟及颅骨钛板假体数字化制造研究
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论文编号: 3116360收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Numerical Simulation of the Forming Defects for Multi-point Forming of Sheet Metal and Study on the Digital Manufacture of Titanium Prosthesis for Cranioplasty
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 材料学
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 多点成形 起皱 拉裂 局部剧烈塑性变形 薄板样条 钛板假体 数字化制造
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论文摘要: 多点成形是利用点阵排列的、高度可调的基本体群形成的包络工具曲面取代传统的实体模具进行板类件成形的一种快速、柔性、数字(略)该技术在板类件三维曲面成形领域有着广泛的应用前景. 本文采用有限元方法,对无压边多点成形、有压边多点拉深成形及分段多点成形进行了数值模拟研究.研究了无压边多点成形马鞍面件时皱纹缺(略)和影响因素,并且模拟结果证明多道次成形方法能够显著抑制皱纹的产生,且曲率半径步长越小,(略),但效率相对降低;研究了有压边多点拉深成形斜壁矩形盒件时板料的流动规律,起皱及拉裂成形缺陷的产生原因,并着重研究了材料成形性能参数和不同压边力加载曲线对成形结果的影响;以圆柱面件为例着重研究了分段多点成形中局部剧烈塑性变形缺陷的产生原因. 另外,本文也对多点成形技术在医学工程中的应用进行了研究,以医疗中常见的颅骨缺损修补为例,采用薄板(略)有较大缺损的点云数据进行插值,得到缺损处的数学模型后采用多点成形技术压制钛板假体,得到了既能严格保证与缺陷周边紧密贴合,又能达到较好审美效果的钛板假体.基于多点成形技术,本文已经(略)个针对钛板假体的数字化设计与制造的完整解决方...
Multi-point forming ((omitted)flexible manufacturing technology for three-dimensional surface part of sheet metal. Its main idea is dividi(omitted)ved surface of the traditional stamping dies into rule arrange, high adjustable elem(omitted)and then the three-dimensional shape of sheet metal is formed by the curved surface of elements (element group forming surface). MPF c(omitted)e displacement and speed of elem(omitted)gh computer, to change the curved surface of elements and complete flexible ma...
目录:
第1章 绪论第9-25页
  ·前言第9-10页
  ·多点成形技术简介第10-14页
    ·基本原理第10页
    ·多点成形技术的产生与发展第10-13页
    ·多点成形技术的应用第13-14页
  ·板材成形有限元数值模拟技术进展第14-21页
    ·国外研究状况第15-18页
    ·国内研究状况第18-19页
    ·商业软件概述第19-21页
  ·多点成形过程数值模拟的研究进展第21-22页
  ·颅骨钛板假体设计与制造状况简介第22页
  ·选题的意义及主要研究内容第22-23页
  ·本章小结第23-25页
第2章 多点成形数值模拟的有限元方法第25-39页
  ·引言第25页
  ·动力显式算法第25-28页
    ·虚功率原理第25-26页
    ·动力分析的有限元方程第26-27页
    ·显式时间积分算法第27-28页
    ·显式算法的稳定性条件第28页
  ·接触的处理第28-31页
    ·接触中从节点的搜索第29-30页
    ·罚力的计算第30-31页
  ·Belytschko-Wong-Chiang 壳单元模型第31-33页
  ·材料本构模型第33-35页
    ·Hill 厚向异性弹塑性材料模型第33-34页
    ·Barlat 平面应力各向异性弹塑性材料模型第34-35页
  ·自适应网格技术第35-38页
    ·定义第35-36页
    ·细化准则第36-37页
    ·采用与不采用自适应网格技术的比较第37-38页
  ·本章小结第38-39页
第3章 无压边多点模具成形过程中起皱现象的数值模拟研究第39-58页
  ·引言第39页
  ·马鞍面件数值模拟分析第39-41页
    ·有限元模型的建立第40页
    ·模拟结果与实验结果的对照第40-41页
  ·起皱分析第41-43页
  ·起皱影响因素第43-51页
    ·目标曲率的影响第43-44页
    ·板厚的影响第44-45页
    ·板料成形性能参数的影响第45-51页
    ·摩擦的影响第51页
  ·起皱抑制第51-57页
    ·多工步冲压成形数值模拟的关键技术第52-53页
    ·多道次多点成形数值模拟分析第53-57页
  ·本章小结第57-58页
第4章 斜壁矩形盒件多点拉深成形数值模拟研究第58-76页
  ·引言第58页
  ·斜壁盒形件多点拉深成形过程第58-59页
  ·斜壁矩形盒件多点拉深成形的数值模拟第59-66页
    ·有限元模型的建立第60-61页
    ·模拟结果与实验对照第61-62页
    ·斜壁矩形盒件多点拉深成形过程分析第62-66页
  ·板料成形性能参数对斜壁矩形盒件多点拉深的影响第66-70页
  ·不同压边力加载曲线对斜壁矩形盒件多点拉深影响第70-75页
  ·本章小结第75-76页
第5章 分段多点成形中局部剧烈塑性变形的研究第76-85页
  ·引言第76页
  ·基本概念第76-78页
  ·有限元模型的建立第78页
  ·虚拟成形速度的确定第78-80页
  ·局部剧烈塑性变形的产生第80-83页
    ·板材与基本体接触状态的分析第80-82页
    ·局部剧烈塑性变形产生的原因第82-83页
  ·局部剧烈塑性变形的抑制第83页
  ·本章小结第83-85页
第6章 基于多点成形的颅骨钛板假体数字化制造研究第85-100页
  ·引言第85-86页
  ·方法概述第86-87页
  ·颅骨模型的三角网格重建第87页
  ·重建钛板假体表面形状第87-94页
    ·径向基函数(RBF)近似理论第88-91页
    ·线形方程系统的构造与求解第91-92页
    ·薄板样条函数第92-94页
  ·钛板假体的多点成形第94-99页
    ·多点成形压力机的选择第94页
    ·钛板假体的压制第94-99页
  ·讨论第99页
  ·本章小结第99-100页
第7章 结论与展望第100-102页
参考文献第102-113页
攻读博士学位期间发表(待发表)的论文第113-114页
摘要第114-117页
ABSTRACT第117-119页
致谢第120页
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