机械科学与技术：微机控制盒形件超塑胀形控制系统的研究
2022-09-13【作 者】王永军;王俊彪;陈华;王仲奇
【前 言】
介 绍 了 微 机 控 制 盒 形 件 超 塑 胀 形 的 原 理 ，给 出 了 以胀 形件中心角为 自变量 的最佳 加压规 律数学表 达式 ，分析 了 其特点及计算效果 ，表 明该表达式 适合 于微机计算 和便于 胀 形 控 制 。介 绍 了 控 制 系 统 硬 件 结 构 图 ，运 用 VC4-4- 6．0 自行开发 了胀形控 制系统 软件 ，说 明 了其 功能及 主要流程 图 应用该 系统进行胀形实验 ，结果表 明系统运行正 常，控 制 精 确 ，提 高 了 盒 形 件 的 超 塑 成 形 极 限 ，缩 短 了 变 形 时 间 。 微机 控 制 盒 形 件 超 塑 胀 形 成 形 是 在粘 塑 性 本 构 方 程 及 塑 性 理 论 的 基 础 上 ，通 过 对 盒 形 件 超 塑 胀 形 工 艺 过 程 的力 学 分 析 ，建 立 盒 形 件 最 佳 超 塑 变 形 条 件 及 其 对 应 的 最 佳 加 压 规 律数学模型 ．根 据不 同材 料的性 能参 数和 不同形状零 件的 几何 参 数 计 算 得 到 不 同 零 件 的 最 佳 加 压 规 律 曲 线 ，并 通 过 汁 算 机 按 此 规 律 实 现 对 成 形 过 程 中零 件 的 胀 形 压 力 的 控 制，以提高盒 形件超 塑成 形的成形极 限 ，缩短变形 时 间，使 零 件 厚 度 分 布 均 匀 。
国外超 塑胀形研究 较早 ，并求 出了半球形 、圆杯 形 、槽 形件 以及长条形加强筋及小 圆角半径 充填 胀形等几何形状 较 为 简单 的零 件 的 最 佳 加 压 规 律 曲 线 。 国内吉林工业大学 的宋玉 泉、东北 重型机 械学院 的赵 军在超塑性胀形力学 解析理论 方面作 了大量 的工作 ，对半球 形件 的胀形过程进 行 了详 细分 析 ，由质点 的位移微 分方 程得 到了位移随几何坐标 及胀形高度变化 的表达式 。并对 材 料 的 厚 向 异 性 作 了考 虑 ，更 接 近 于 实 际 。并 由 此 得 出半 球 形 零 件 自由 胀 形 的 最 佳 加 压 规 律[1]。 沈 阳航 空工业学 院的张 凌云 ，西北 工业大 学的 翟平通 过 对浅 盒形件横截面 的应 力、应变 及应变速率 的分析 ，推导 出了使危险点 应变速 率为恒 定最佳 值时 的理想加 压规律 ， 给 出了最佳 加压规律的解析表 达式 。
本 文在张凌云 、翟平 的研究基础上 ，通过对最佳加 压规 律 的解 析表 达式 的适 当变形 ，使 其适合 于微机计算 和用 于 控 制 。运 用 VC4- 4- 6．0开发 了 控 制 系 统 软 件 。
【结 束 语】
采用变形 高度作为 自变量的控制理论数据计算公式 ．计 算结果与所设定的控制采样点数量有关 ，采样点过多或过少 都会产生较大 的计算误差 ，当采样点 过少时 ．由于公式 的拟 合系统误 差过大 而使计算 结果不准确 ．当采样点过多时 ，由 于计算步长过小 ，从 而使计算累计差 过大 而使计算结果不准 确 ，通过把用试 件高度变形量改为利用三角 函数作为控制数 据计算的 自变量 ，并在公式中采取避免用极小 的值作为分母 的措施，从而使算法避免 了因试 件变形量过小或过大时所造 成 的系统计算误差 采用改进后 的计算公式 。计算结果与数 据点的多少无关 ．非常稳定 ，计算结果显示 ，当设定 100个点 与 10000个点分别计算后，两者相差 小于 5 。 微机 控制超塑胀 形控制 系统控 制软件模块 清 晰、使用 方便 、界面友好 。应用该系统进行胀形实验 ．实验结果表 明 系统运行正常 ，控制精确 ，提 高了盒形件超塑成形 的成形极 限 ，缩 短 了 变 形 时 间 。
以下是正文：
