变半径马鞍形弯梁的冲压成形及回弹行为研究

发布时间：2024-06-03 04:49

　　便捷与高效的轨道交通装备正不断改善人们的出行选择和生活方式,随之同步发展的轻量化材料和轻质化结构已经成为全球环境保护的重要技术部分。冲压工艺在大尺寸框架式薄板工件成形领域具有成形精度高和材料利用率高等优势,在轨道交通领域的应用尤其广泛。SUS301LN-1/16H不锈钢的优质机械性能确保车体结构的强度和刚度,耐高温和耐腐蚀性能保证轨道交通在不同环境下的安全运行,全面的优质综合性能表现使其成为车体材料的重要选择。变半径马鞍形弯梁是连接轨道客车车顶、竖直立柱和车身蒙皮的主要部件。纵向轮廓是由两段半径相差较大的弧形相接而成的不对称结构,横向截面是对称马鞍状,复杂的三维结构件在成形过程受多重因素影响而难以控制。原弯梁工件设计存在一下不足:第一,采用矩形展开料,不同横截面处的冲压成形深度不同,材料的流动速度和回弹补偿量存在差异。一方面翼板外边缘内缩导致直线度差,无法满足装配要求,另一方面大量无效成形区域在后续工序切割浪费。第二,整体结构回弹情况复杂,纵向轮廓的挠度缺陷表现为两端张开和中间上挠,大曲率左端回弹量大于小曲率右端的回弹量;横向截面的竖直壁张角和翼板翘曲与纵向轮廓的轮廓挠度截然不同,导致...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 轨道车辆结构材料的选择
    1.3 冲压成形的缺陷
    1.4 冲压成形回弹的研究现状
        1.4.1 国外冲压成形回弹问题研究
        1.4.2 国内冲压成形回弹问题研究
        1.4.3 冲压成形回弹的影响因素
        1.4.4 冲压成形回弹的控制方法
    1.5 选题意义和主要内容
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 主要研究内容
第2章 塑性理论与有限元仿真数值模拟
    2.1 冲压成形塑性理论
        2.1.1 弹塑性本构关系
        2.1.2 屈服准则
        2.1.3 塑性流动规律
        2.1.4 塑性硬化规则
    2.2 有限元计算理论及发展
        2.2.1 有限元数值模拟思想
        2.2.2 板料成形数值模拟技术
    2.3 有限元模型建立
        2.3.1 几何模型的建立
        2.3.2 材料模型的建立
    2.4 有限元求解方法
        2.4.1 静态隐式算法
        2.4.2 动态显式算法
        2.4.3 显/隐式组合算法
    2.5 单元技术和网格划分
        2.5.1 单元模型
        2.5.2 网格划分
    2.6 回弹分析建模方法
    2.7 接触模型和边界条件
        2.7.1 接触处理
        2.7.2 边界处理
    2.8 ABAQUS有限元模拟仿真平台
    2.9 本章小结
第3章 变半径马鞍形弯梁成形的展开料优化
    3.1 变半径马鞍形弯梁成形过程
    3.2 矩形展开料成形缺陷
        3.2.1 矩形展开料成形的尺寸缺陷
        3.2.2 矩形展开料缺陷的原因分析
    3.3 展开料的优化方案设计
        3.3.1 展开料的形状和尺寸优化
        3.3.2 展开料的优化方案模拟结果
    3.4 本章小结
第4章 变半径马鞍形弯梁的回弹数值模拟
    4.1 弯梁的纵向轮廓回弹和数值模拟
        4.1.1 过渡半径组合优化方案
        4.1.2 过渡半径组合优化结果分析
    4.2 弯梁的横向截面回弹和数值模拟
        4.2.1 模具圆角半径的影响
        4.2.2 模具间隙的影响
        4.2.3 摩擦系数的影响
    4.3 本章小结
第5章 变半径马鞍形弯梁的整体回弹补偿
    5.1 正交试验设计
    5.2 正交试验结果分析
    5.3 模拟试验参数验证
        5.3.1 参数组合方案的模拟验证
        5.3.2 参数组合方案的试验验证
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
硕士期间科研成果
致谢



本文编号：3988202