集装箱顶板整体成形的工艺研究

发布时间：2017-06-23 05:01

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【摘要】：目前,集装箱顶板多为带五个长压筋的钢板,采用拉延成形,传统加工工艺为先将板料按毛坯长度剪断,再逐个压筋拉延,最后按顶板尺寸要求修剪四边。随着集装箱顶板生产线的升级换代,由于传统工艺效率低,本文提出采用连续板料将五个压筋一次整体成形后,再按顶板长度剪断板料的方法制备集装箱顶板。新工艺大幅提高效率,节省材料,降低成本,但由于波深明显偏浅、棱角不分明和减薄严重等原因,导致部分客户不接受整体成形的顶板。针对于新工艺应用到生产中所面临的问题,本文对集装箱顶板整体成形工艺进行研究,通过有限元数值模拟仿真软件对集装箱顶板整体成形工艺进行模拟,获得最佳的工艺方案,并进行实验验证,为集装箱顶板五个压筋整体成形的全面推广提供理论和实验数据。本文主要研究内容及结论如下:1.对顶板整体成形工艺进行分析,包括顶板整体成形的特性、CORTEN钢板的材料特性、现有工艺造成的产品缺陷,以及拉延模对顶板成形的影响。2.分析了顶板整体成形时的回弹特性,重点对拉延成形工艺参数中的凸凹模圆角、拉延筋高度和压边力对顶板整体成形的影响进行了探讨,并设计了具体的研究方案。3.详细介绍了顶板整体成形的有限元建模的关键技术,并按所设计的研究方案进行模拟仿真。通过对顶板在不同工艺参数下成形的成形极限、厚度变化情况、主应力分布情况、顶板边部走料情况等方面进行对比分析,并得到优化后工艺参数组合为:凸凹模的圆角分别为R1=12mm、R2=12mm;拉延筋筋高为5mm;压边力为550T。对所优化的工艺参数进行实际试模检验,得到满足客户要求的成形质量较好,波深为24mm的顶板,并且相比于未优化前所得到波深普遍为21mm的顶板有较大的提升。
【关键词】：集装箱顶板 拉延 性能分析 工艺研究 数值模拟
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH247
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 集装箱顶板的特点及要求10-11
• 1.2 集装箱顶板拉延成形工艺11-12
• 1.3 板料成形数值模拟分析技术的研究现状12-14
• 1.4 本课题确立的背景及意义14-15
• 1.5 本文的主要内容及工艺路线15-16
• 1.6 小结16-18
• 第二章 集装箱顶板整体成形工艺分析18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 集装箱顶板的拉延成形特性18-19
• 2.3 CORTEN钢板材料特性及其成形性能19-22
• 2.3.1 CORTEN钢板材料特性19
• 2.3.2 CORTEN钢板成形性能19-22
• 2.4 顶板整体成形典型缺陷及分析22-25
• 2.5 板料拉延成形的影响因素25-26
• 2.6 小结26-28
• 第三章 顶板整体拉延成形工艺方案设计28-44
• 3.1 顶板件成形过程优化目标的确定28
• 3.2 顶板整体成形材料尺寸确定28-29
• 3.3 顶板整体成形拉延模结构29-30
• 3.4 集装箱顶板拉延回弹特性30-31
• 3.5 顶板拉延工艺方案的参数确定31-42
• 3.5.1 凸凹模间隙的确定31
• 3.5.2 摩擦系数的确定31-33
• 3.5.3 凸凹模圆角半径的确定33-35
• 3.5.4 拉延筋参数的确定35-40
• 3.5.5 压边力的确定40-42
• 3.6 小结42-44
• 第四章 顶板整体拉延成形过程建模及结果分析44-64
• 4.1 引言44-45
• 4.2 顶板五波整体成形有限元建模45-51
• 4.2.1 几何模型的建立45
• 4.2.2 有限元模拟建模45-51
• 4.3 顶板整体成形优化方案的模拟结果及分析51-62
• 4.3.1 凸凹模圆角对顶板整体成形的影响51-54
• 4.3.2 拉延筋高度对顶板整体成形的影响54-56
• 4.3.3 压边力对顶板整体成形的影响56-59
• 4.3.4 优化后的工艺方案及结果分析59-62
• 4.4 实际生产结果验证62-63
• 4.5 小结63-64
• 第五章 结论与展望64-66
• 5.1 结论64-65
• 5.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果70-71
• 致谢71-72
• 答辩委员会对论文的评定意见72

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本文编号：473931