基于CAA的型材拉弯工艺设计与运动仿真系统开发

admin · 发表于 2022-9-1 13:00:17

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型材零件是构成飞机骨架的重要构件之一，其成形质量直接影响飞机装配精度和使用性能。随着飞机性能的提高，对复杂截面的型材零件需求越来越大，对型材零件的成形质量和生产效率也提出了更高的要求。在数字化制造技术的推动下，航空工厂开始广泛采用数控型材拉弯机，这为型材零件的数字化生产奠定了硬件基础，同时，与之相对应的软件环境的建立就成为亟待解决的题目。本文详细介绍了型材拉弯工艺，为型材拉弯工艺设计系统的开发做好理论准备；研究了拉弯成形过程中存在的各种缺陷及成因，其中回弹是普遍存在并亟待解决的题目；简单介绍了数值模拟的优点，并且阐明了型材拉弯数值模拟的特点及难点，通过有限元数值模拟，可以快速掌握材料、截面形状和工艺参数等因素对成形规律的影响并对成形参数进行优化。介绍了系统开发平台及CATIA二次开发技术，仔细研究二次开发工具CAA（组件应用构架），为系统开发奠定基础；根据型材拉弯工艺，分析系统功能需求并搭建总体框架；基于CAA在CATIA软件内开发了一套型材拉弯工艺设计系统，主要实现夹钳加载轨迹的设计与计算功能，并能以一定格式导出加载轨迹。深入研究了V30数控型材拉弯机的机构运动特点，对机构运动进行解析；在CATIA内建立拉弯机数模，并基于CAA技术，开发了一套运动仿真系统，能够模拟V30数控拉弯机的机构运动，实时显示各部件之间的行对位置，并能输出兼容格式的数控代码，直接指导拉弯机进行数控成形。采用大型通用有限元软件Abaqus对某机车不锈钢车顶弯梁进行了数值模拟，在力控制模式下对比了不同预拉力以及有无盖板对成形结果的影响，位移控制模式利用了型材拉弯工艺设计系统计算出的加载轨迹。通过对比模拟与试验的结果，发现两者非常吻合，不但验证了型材拉弯工艺设计系统的可靠性，也证明了有限元数值模拟技术的准确性。

基于CAA的型材拉弯工艺设计与运动仿真系统开发

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