重载商用车过渡桥充液压弯成形研究

发布时间：2017-05-15 12:00

  本文关键词：重载商用车过渡桥充液压弯成形研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着国内高速公路运输和物流业的飞速发展,国内商用车正在向大车箱大吨位方向发展(10t、13t、16t、20t…)。这也使得重载商用车过渡桥越来越重要,它直接影响着重型车的承载能力、运输能力和安全性等重要性能。传统制造过渡桥的工艺主要采用在管内填充砂粒,松香或低熔点化合物等压弯成型,其生产效率低、无法批量生产。由于现有技术的局限性,国内重载商用车主机厂积极探索新的过渡桥制造工艺,以提高产品质量和生产效率以及市场竞争力。传统的管材弯曲工艺主要有内侧起皱、外侧拉裂、截面畸变和回弹四大缺陷。在分析目前管材弯曲成形技术的局限性基础上,进一步提出了重载商用车过渡桥厚壁管材充液压弯成形的新型工艺。根据管材弯曲成型理论及塑性力学理论制定了详细方案。采用热轧无缝钢管作为坯料,通过充液压弯成形工艺来解决过渡桥内侧起皱和外侧减薄的缺陷,通过充圆整形的工艺来解决过渡桥截面畸变和回弹的缺陷,从而来完成过渡桥的制造。首先,本文对过渡桥进行了尺寸和材料的研究,先对过渡桥所需的材料Q345B进行了拉伸实验,得到该材料的力学性能,进而拟合出材料的有效应力-应变曲线。基于管材充液弯曲理论和塑性力学理论计算出了过渡桥的极限内压值。其次,基于DYNAFORM模型进行了过渡桥充液压弯成型的有限元仿真。研究了模具间隙对过渡桥成形的影响,选取合适的模具间隙。然后进行了内压值对壁厚变化的影响分析,并选取合适的内压值范围进行成形仿真。找到影响过渡桥壁厚变化的主要工艺参数:内压值P、摩擦系数f、压边力N和凸模进给速度V。根据这些工艺参数进行了正交实验和有限元仿真。选取径向基函数(RBF)和克里格(KRIGING)两种方法建立了工艺参数与过渡桥厚度关系的近似模型,以内侧最大起皱量和外侧最大减薄量最小为目标建立两种近似模型后进行了可信度的检验进而比较,选取了可信度高的径向基模型来代替仿真。然后采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行多目标优化,找到了使得过渡桥厚度变化量最小的一组工艺参数组合。最后,在不开模的情况下进行了过渡桥的整形研究。计算出过渡桥的整形内压值后仿真得到了不同内压值对中间截面不圆度的影响规律,选取最优的液压值进行充圆整形。进而对过渡桥的回弹进行了研究,根据仿真得到过渡桥的回弹量方向及大小后进行了两次的回弹补偿。对回弹后的模具进行修正后再次进行冲压成形来验证其准确性,进而得出上下模具的CAD图纸来满足过渡桥生产要求。
【关键词】：过渡桥 充液压弯 正交试验 多目标优化 回弹
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U466
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 论文研究的工程背景11-12
• 1.2 传统的管材弯曲工艺12-16
• 1.3 管材液压弯曲的国内外研究现状16-17
• 1.4 论文主要研究内容17-19
• 第2章 管材充液压弯简介及相关实验19-27
• 2.1 管材充液压弯理论19-20
• 2.2 管材充液压弯的受力分析20-21
• 2.3 过渡桥尺寸设计及拉伸试验21-24
• 2.4 管材极限充液内压值的计算24-25
• 2.5 本章小结25-27
• 第3章 过渡桥冲压成型仿真及其参数优化27-47
• 3.1 引言27
• 3.2 有限元模型的建立及参数的初步设定27-30
• 3.2.1 DYNAFORM软件简介27-28
• 3.2.2 有限元模型的建立28-29
• 3.2.3 材料和工艺参数的初步设定29-30
• 3.3 模具间隙对过渡桥成形影响的研究30-32
• 3.4 内压值对过渡桥管材壁厚变化的影响32-34
• 3.5 过渡桥工艺参数的优化34-46
• 3.5.1 正交实验表设计及仿真34-38
• 3.5.2 近似模型的建立38-41
• 3.5.3 近似模型的精度检验41-43
• 3.5.4 带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGA-II）43-44
• 3.5.5 多目标优化及结果验证44-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第4章 过渡桥成型仿真的整形工艺研究47-61
• 4.1 引言47
• 4.2 整形液压值的计算47-48
• 4.3 内压值对中间部位不圆度的影响研究48-49
• 4.4 回弹分析49-54
• 4.4.1 显式算法和隐式算法50-51
• 4.4.2 回弹设置51-53
• 4.4.3 回弹计算及结果分析53-54
• 4.5 回弹补偿及模具设计54-59
• 4.5.1 回弹补偿的方法54
• 4.5.2 回弹补偿设置54-55
• 4.5.3 回弹补偿计算及结果分析55-57
• 4.5.4 模具尺寸的确定及验证57-59
• 4.6 本章小结59-61
• 第5章 总结与展望61-63
• 5.1 全文总结61-62
• 5.2 研究展望62-63
• 参考文献63-69
• 作者简介及在学期间取得的研究成果69-70
• 致谢70

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