对单点渐进成形的数值模拟工具路径的定义#中英文翻译#外文翻译匹配

对单点渐进成形的数值模拟工具路径的定义作者：Kurra Suresh, Arman Khan, Srinivasa Prakash Regalla地址：印度海得拉巴研究所贝拉技术和科学学院海得拉巴校区机械工程系摘要渐进成形技术对金属板材成形和生物医用植入物是很有前途的。它的整个过程都是计算机集成而且其中部分是计算机数值控制（CNC）加工制造机。这个过程使用一个球形端工具冲压金属材料制成所需的形状。该工具的路径由程序控制，利用计算机辅助制造（CAM）软件。数值仿真过程的工具在实验工作中必须遵循相同的路径。但是，数值模拟软件通常不接受直接使用CAM件生成的G代码文件。在本文中的一个已经 的 是 入具路径 使用CAM软件 生成数值， ABAQUS和LS-DYNA仿真软件。对 的对 和 对 的形状，这 的 已经 用在MATLAB和LS DYNA。其 是的。：渐进成形 具 数值模拟 。1. 单点渐进成形是一 用 常 单的模具使金属板成和定制定的部分成的currency1过程。在这过程中，金属板其“，一个fi球形的fl工具所需的路径 板路径部。 的成currency1 单的工具在有”用的模具 和成形 是过程的有 的。而，它有一 点， ， 度 。 是 “ 板的 。 具直径 度 进 度 的 度 和 具路径的一 渐进成形 学的过程的要工 数 1 。工具路径在 件的 度和 的 度分 要的作用 2 。 ， 的工具路径的成对 渐进成形 件的生是 常要。 件 度的其 是使用 工具 者在金属板 使用部分 部模具。这个过程通常在文献中 为两点渐进成形 1 。不同的步骤在渐进成形中状态部分 图1所示。2.增量成形 具路径策略工具路径有显著的是 度， 面粗糙度，加工和 度变化。 ， 具 的生成在渐进成形（ISF）是一个要的步骤。三 不同的 在文献中（i）已被用 为ISF生成各 的 具路径并且商业使用计算机的 具路径生成辅助制造（CAM）软件，（ii） 具位置（CL）为基础的 ，（iii） 具接触（CC）为基础的 3 。商业CAM软件为加工 用 供不同的 具路径。其中一个 具路径是 合ISF 用 的 具路径。在 的 具路径， 具的作在一个平面开始直到它达到其初始点。 后它 指定的步骤 度垂直向。在到达一平面工具继续 同一 向运。这过程一直继续去，直到完成形成。 的 具路径可生”复杂的形状，但它生的疤痕的面的一部分。这 疤痕可在要组成部分不被允许。 而，它可通过 到一 收敛的 面 形状的“使疤痕最小化。 图1 不同的步骤形成渐进成形 件从观点看，螺旋 具路径是更 合ISF。这 螺旋 具路径使 件 面减小疤痕并且生 细化。在螺旋 具路径 具“前进的同保持垂直 向逐渐螺旋前进（ 度 向）。一个周期的一个点到对 点的距离是恒定的和等 步 度。在CAM软件工具路径仅仅对螺旋对 物体有效。为克服这个问题Skjoedt et.等 4 一 ，将螺旋 具路径和 具路径分开 。这程序会生成具有”形状的螺旋 具路径的 具路径。 剖面螺旋 具路径， 图2所示。 图2.常见的路径用 ISF（一） 的 具路径 （b）螺旋 具路径Jadhav 5 已观察到的扭 和 弱部分用螺旋 具路径的形成。为解决这个问题，一个双向的 的 具路径已 议。这个工具的路径是与 的 具路径相似的除在随后的每一周期的工具的变化运的 向有所不同。这最大限度地减少扭 和 具 所形成的组件的 度。 而，它可无 在” 的疤痕标记到不要的地区。 还 双向 的 具路径与分式增量，这 并有 括商业CAM软件 的。图3.示 图（a）双向 具 （b）双向 具路径与分式增量 在双向的 具路径，行到一个周期前， 具完成一个周期和四分之一的 具路径的周期是相加的。这 的工具，从一个周期变化到另一个周期的位置会发生变化，另外疤痕标记在部分部分是不可见的。外，通过这 做，成形 分在“的并且够 件的 度。双向 具路径和无分式增值是图3所示。Blaga等 2 对ISF研究 的 具路径的，螺旋 具路径和 具的径向 变路径相对分，相对细化和 量。 们观察到 变分和较的 变螺旋 具路径远超其 具路径值。在无”地 的峰和谷 与螺旋 具路径更 。Silvia等 【6】观察到在多级ISF中， 具的运（向 向）对垂直的发声 形件 度分和可行currency1的要。一 研究者 7 将 具路径作为一个变量使 化的 具路径变 。通过合 的 具 可 材料的成形currency1。Mohamed Azaouzi and Lebaal 8 用 面 和 序 有 模拟将螺旋 具路径 化。 们的 的是要减少受到的工具在允许在部分细化的 。大多数的研究者使用渐进成形的商业CAM软件 的加工 具路径研究增量成形。从STL文件看 ，为生 具路径的具体增量3,9形成而做 的 。Rajiv Malhotra等 10 一 通过 到指定的所需的 度和指定的 贝度而减少形成的，最大的制 生成在对 和 对 的部分变步 度 螺旋 具路径。Rauch等 11 一 成形 件的 度的 具路径生成的 。这 的的过程数 的 具路径的一部分的制造过程。工具路径通过使用数控数 进行进行 。这 保在渐进成形度的 currency1。3. 对数值模拟得到的 入文件在数值模拟中的一 的金属板材成形过程的不同步骤 图4所示。同 的步骤 用 ISF的数值模拟。但与ISF 具路径的定义 常复杂相 ，其它板材成形 作 单。在 的 拉冲压工具路径是一 的， 冲压/工具的是同一个 向。在旋 的 具路径将具有周期是 的 数的 ， 有对 的部分可通过这个过程。 而，增量成形是通过续三 运形成的。通过不同的程序，在2中解生这 具路径。工具路径的位置生 ， 括工具中点的currency1（G01）和currency1（G02 / G03）。currency1可 “ “（G02（G03）。 工具是的直路径，它被 示为G01随后部分程序的 标点。 工具是的形路径，它被 示为G02 / G03 遵循 标点标和fi径。 图4.在成形过程有限 模拟的步骤通过用CAM软件 不 在数值模拟软件工具路径 入生成的部分程序。数值仿真 具路径 在的位置随的定义，度与 加度与。在这一部分中 一 是将程序的一部分，在位置随的数 ， 供对渐进成形过程数值模拟的 入文件。一个的数控程序的一部分， 图5所示。图5.一个的数控程序的一部分currency1currency1值fifl分 ，而currency1， 具中点必须通过旋 在中点的CAM软件生成的，这似是不可分 到的工具。 在这研究中，循分为的允许 的currency1。工具路径渐进成形一 很，很 做到位置和计算。所在这研究中，使用通过使用CAM软件生成的Python去生成 件程序 文件。这个 文件是NX5具有currency1值， 具的位置标和fi径。这个 文件作为 入到MATLAB的生成位置和数 。 NX5”行的一个一个的被MATLAB程序。 一个 的值行决定它是 是currency1值 是currency1的， “ “currency1。currency1currency1值距离D之的两个点和 计算 程（1）（1）currency1，的中是由两个 定的指 点 定的。在currency1 有X Y标 两者同变。Z标保持不变的 ，这两个 定的点，有两 可的。一个对 的 “currency1和其 对 “currency1。 ，中可 变化 义的currency1值 定。 ，在图6所示（一）。有两个具有相同的点 但相对 中，一个是 “和“。的续点用由 程 的 数 程计算（2）。（2） 图7.该 入文件生成到CAE 程图（x0，y0）是的中，r是的fi径，i在“观x的度，是增量计算式（3）和n是 fi许数。（ ） 图6.（一）的示 图显示相同的端点和不同的两个的中 （b）区 f是x与点的。分度为直数的 是显示在图6（b）。每个的度可用计算 式（1）。的每是通过距离计算（D）工具的平 度（V）计算得 。图7显示在ISF中由CAM软件生成的数值模拟 入文件生成的使用部分程序程图。4. 与 个不同的形状被用 所 的 的实 。 一个是，平 的 面部分（金 ），个是 面的一部分（ ）， 三个部分的 面和平面 面和 四个 对 。对进行，从而验 各 图形的 。不同 件的形状，生的 具路径图8和图9分 显示。图8。用 所 的 的形状（一）金 ，（b） ，（C）部分与 面和平面的对 部分的形状，（D）。图9。示 图（a） 具 （b）使用 议的 生成 具路径。4.1通过数值模拟 通过所生的的 和MATLAB的开发实 的位置随变化的数 的工具是作为 入 定的LS DYNA软件模拟金属板料渐进成形。 的定义是一个变形体和 单 。冲fl被定义为一个currency1体和状 。 是其“的 定。两个 图8所示（C）和8（D）的数值模拟。变形形状的模拟在LS DYNA中的模拟图示 图10（a）和10（b）分 。显而fl见的，从图10数值的工具路径的定义 前的仿真很成。 图10。变形形状的示 图（a） 对 的部分 （b）部分与 面和平面的 面。4.2.实验工作为对使用CAM软件生成的 件程序验 ，图8所示进行（d）在 的基础对数控进行渐进成形实验。图11（a）显示实验置，11（b）显示fi球fl工具和11（c）显示的组成部分。超 冲（EDD）250 mmx250 mmx1 大小保持在具 图11(a)所示的 。图11(b) 示 一个fi球形的fl工具直径为10 。该工具是用EN 36 通过60HRC 。 具在数控工作 。冲fl 随指定的路径对每部分程序和变形的材的渐进，直到达到最 度。对成形 后得到的部分的形状显示在图11（c）。图11。（一）具示 图 （b）形成的工具，用 数控ISF （C）的组成部分。5. 从图9和10，显而fl见的是，所 的 可通过 直接从数控程序直接生成合要 的 具路径的数值模拟。程序的是用不同的数值仿真验 软件 的形状，LS DYNA通过实增量成形实验。在所有的 ，所 的 够生 的并对 度要 的 具路径的定义。文献1 Jeswiet, J., Micari, F., Hirt, G., Bramley, A., Duflou, J., & Allwood, J. 2005. 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