[发明专利]一种强力旋压的可旋性分析数值方法

权利要求书

1.一种强力旋压的可旋性分析数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）获取旋轮、模具和板料的工艺参数，包括板料的厚度t₀、直径D和内径d，旋轮的厚度h_r、圆角半径r、初始攻角ψ₀、旋轮最大直径D_roll，旋轮的转速度w2、进给角η和进给率f，以及模具的凸缘直径D_die、母线方程转速w1、尾顶压力F_N、尾顶直径d；

（2）根据获取的旋轮的圆角半径r、板料厚度t₀和模具的凸缘直径D_die计算旋轮在旋压成形前的参考点M₀的坐标（X_initial，Y_initial）：

X_initial＝-D_die/2

Y_initial＝t₀+r

（3）根据板料的厚度t₀、圆角半径r、厚度h_r、模具凸缘的直径D_die、母线方程以及旋轮在旋压成形前的参考点M₀计算旋轮的轨迹；

（4）根据步骤（1）得到的工艺参数、步骤（2）得到的旋轮在旋压成形前的参考点M₀以及步骤（3）所得到的旋轮的轨迹，并使用有限元软件进行有限元建模，并绘制板料的网格，以得到强力旋压有限元模型：

（5）对步骤（4）得到的强力旋压有限元模型进行模拟仿真，以得到板料最终成形所生成的工件的外母线上多个点的坐标，以及与该坐标对应的板料网格上的内母线上多个点的坐标；

（6）将外母线上多个点的坐标与对应板料网格上内母线上点的坐标相减，以找出二者之间的最小差值作为板料的最小厚度t_min；

（7）根据最小厚度t_min获取板料的最大减薄率ψ_s：

ψs=t0-tmint0*100%.]]>

2.根据权利要求1所述的可旋性分析数值模拟方法，其特征在于，步骤（3）包括以下子步骤：

（3-1）获取板料最终成形的工件的外母线方程：

X＝acosα

Y＝bsinα+t₀

其中a为模具椭圆母线的半短轴，b为模具椭圆母线的半长轴，α为模具的半锥角；

（3-2）获取旋轮和板料最终成形所生成的工件的外母线之间的交点P的坐标：

X_P＝acosα-t₀sinαcosψ

Y_P＝bsinα+t₀+t₀sinαsinψ

（3-3）根据步骤（3-1）和（3-2）的结果获取旋轮在旋压成形过程中的参考点M坐标随半锥角α变化的方程，即获得旋轮的轨迹。

3.根据权利要求1所述的可旋性分析数值模拟方法，其特征在于，步骤（3-3）具体为，首先获取参考点M和P点之间的连线MP与水平方向的夹角为β：

tanψ=b2XNa2YN]]>

tanβ=b2XPa2(YP-t0)]]>

其中ψ为旋轮的攻角；

然后获取M点的坐标为：

X_M＝X_P-rcosβ

Y_M＝Y_P-rsinβ

最后根据以上等式得到M点的坐标为：

XM=acosα-t0sinαa2(bsinα+t0)a4(bsinα+t0)2+b4a2cosα2-]]>

ra2(bsinα+t0sinαab2cosαa4(bsinα+t0)2+b4a2cosα2)b4(acosα-t0sinαa2(bsinα+t0)a4(bsinα+t0)2+b4a2cosα2)2+a4(bsinα+t0sinαab2cosαa4(bsinα+t0)2+b4a2cosα2)2]]>

YM=bsinα+t0+t0sinαab2cosαa4(bsinα+t0)2+b4a2cosα2-]]>

rb2(acosα-t0sinαa2(bsinα+t0)a4(bsinα+t0)2+b4a2cosα2)b4(acosα-t0sinαa2(bsinα+t0)a4(bsinα+t0)2+b4a2cosα2)2+a4(bsinα+t0sinαab2cosαa4(bsinα+t0)2+b4a2cosα2)2]]>。