5000系铝合金汽车板成形性能研究

发布时间：2020-02-03 01:10

【摘要】：汽车轻量化是当前研究的热点之一。铝合金材料具有比重小、抗腐蚀性高、易加工和焊接性能良好等优点,故提高汽车零部件的铝化率是实现汽车轻量化的重要途径。本课题针对5182-0铝合金汽车板的成形性能,采用了理论解析、基础实验研究、有限元仿真和伺服压力机拉深成形实验等手段,获得了材料流变曲线、成形极限图和润滑条件,分析了工艺参数对5182-O铝合金板料拉深成形性能的影响规律。本课题主要研究工作及创新性成果如下：(1)对5182-O铝合金板料大塑性变形下的流变性能进行了单向拉伸和双向拉伸实验研究,对比分析发现,不同变形状态下板料的塑性流变曲线最大差异在10%以上。由于双向拉伸粘性介质胀形(VPB)实验中板料的变形更接近冲压加工的情况,因此提出在研究板料冲压成形时应采用VPB或类似实验获取板料的流变曲线。(2)利用杯突实验对多类14种铝合金板冲压润滑剂和不同板料表面形貌进行了润滑性能测试,分析了不同润滑条件对成形性能的影响规律,结果表明：某硼酸盐干膜润滑剂体现了最佳的冲压润滑性能,经电火花加工的铝合金板料表面在冲压过程中具有较好的润滑剂承载能力；利用有限元反求方法准确地计算了不同润滑条件在冲压过程中的摩擦系数。(3)根据5182-0铝合金板料的失效表现形式,提出了以危险截面处的主应变二次导数作为韧性破裂的判定准则,采用实验和仿真结合的方法进行了板料成形极限的研究,对单向拉伸、平面应变和双向拉伸这三个典型状态下板料的变形过程及应变历史进行了仿真计算分析,获取了板料的颈缩成形极限图和破裂成形极限图。相比于传统的成形极限图顶测方法,有效地简化了实验和测量过程,为板料成形极限的研究提供了新的思路。(4)利用伺服压力机对铝合金汽车内门板的拉深成形过程进行了实验研究和有限元仿真分析。提出了变压边力参数化控制策略,研究结果表明：增加型变压边力虽能抑制零件法兰起皱,但可导致零件圆角处过度减薄,且压边力变化起始冲程越早,零件越容易发生破裂；实现了拉深速度曲线的自由化设计,研究结果表明：常温下拉深速度对摩擦状态的影响较大,且高速有利于铝合金板料的拉深成形,计算发现了摩擦系数随拉深速度的降低呈升高的趋势；利用热力耦合有限元模型实现了对拉深成形温度场计算,准确预测了不同冲压速度下零件以及模具表面的温度分布。
【学位授予单位】：北京科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG389

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 唐诗全;攀钢冷板成形性能分析技术达到国内先进水平[J];钢铁钒钛;2001年01期

2 高宏志,周贤宾,李东升;硬铝合金预拉伸、热处理后成形性能的正交试验研究[J];航空材料学报;2004年04期

3 ;技术中心建立金属板材成形性能实验室[J];本钢技术;2004年03期

4 介苏朋;曹增强;樊战亭;廖建;;纤维金属层板成形性研究[J];塑性工程学报;2006年02期

5 蒋浩民;陈庆欣;苏海波;陈新平;谢坚强;;双相钢板成形性能试验研究[J];锻压技术;2007年06期

6 刘合军;郎利辉;李涛;;铝合金板材温热成形性能[J];塑性工程学报;2009年03期

7 张莹;;冷轧深冲板的成形性能研究[J];河北冶金;2010年03期

8 陈鹤峥;;评定金属板材成形性能的一种简单试验方法——平面应变试验[J];钢铁研究;1986年03期

9 黄小明;朱丽萍;陈鹤峥;胡世光;;板料的基本成形性与模拟成形性的相关性研究[J];金属科学与工艺;1991年01期

10 周玲丰;冯健生;郭利博;;材料力学性能参数对薄板拉伸件成形性能的影响[J];模具制造;2012年05期

相关会议论文 前6条

1 ;P.材料成形新技术与设备[A];2008中国材料研讨会暨庆祝中国科协成立50周年会议程序和论文摘要集[C];2008年

2 刘阳;;一种新型的限带成形技术分析[A];1989年全国微波会议论文集（上）[C];1989年

3 苏钰;张梅;符仁钰;李麟;;高强度低硅相变诱发塑性钢成形性能研究[A];2008年中国机械工程学会年会暨甘肃省学术年会文集[C];2008年

4 邬小萍;李德富;郭胜利;;ZnAl10Cu2合金热变形组织演变及其挤压成形性[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

5 唐静;;扫描电镜分析技术在钢板成形研究中的应用[A];2007四川省理化检验、无损检测学术交流年会论文集[C];2007年

6 汪凌云;潘复生;丁培道;曹建勇;章宗和;;AZ31镁合金成形性能改善研究[A];2002年材料科学与工程新进展（上）——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年

相关重要报纸文章 前5条

1 唐诗全;攀钢冷轧板成形性能分析技术达到国内先进水平[N];世界金属导报;2001年

2 郭廷杰;优化高强钢成形性能 助力汽车实现轻量化[N];中国冶金报;2007年

3 肖英龙;提高汽车安全性——高强度薄钢板[N];世界金属导报;2010年

4 刘友存 摘译;提高产品强度 优化产品成形性能[N];中国冶金报;2007年

5 杨雄飞;全球汽车工业用新钢种的研发[N];世界金属导报;2007年

相关博士学位论文 前5条

1 Ghulam Hussain;金属板料渐进成形性能的研究[D];南京航空航天大学;2009年

2 GHULAMHUSSAIN;金属板料渐进成形性能的研究[D];南京航空航天大学;2008年

3 霍望图;高强7000系铝合金中析出相协助的有效晶粒细化及其成形性[D];北京科技大学;2015年

4 居龙;5000系铝合金汽车板成形性能研究[D];北京科技大学;2015年

5 闫康康;CAE驱动的汽车板成形缺陷精益诊断解决与稳健控制技术研究[D];吉林大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈占杰;冷轧深冲板成形性能研究[D];东北大学;2010年

2 包丽燕;管材成形性能参数的确定方法研究与系统开发[D];南京航空航天大学;2008年

3 吕翔宇;“以热代冷”汽车内板的成形性研究及分析[D];辽宁科技大学;2012年

4 陈恒;超声波辅助微挤压成形性能与微观组织演变规律[D];深圳大学;2015年

5 闫巧云;超高强7000系铝合金板材温热成形性能研究[D];大连理工大学;2015年

6 蔡守桂;含钒钢晶粒尺寸对板材力学性能及成形性能的影响研究[D];江苏大学;2008年

7 倪健;微观复合造型模具成形性能及工艺优化研究[D];江苏大学;2010年

8 张超;5754/6016铝合金板温热成形性能研究[D];南京航空航天大学;2013年

9 朱铮铮;金属板材综合成形性能测试系统的研究[D];武汉工程大学;2014年

10 薛哲彬;西服面料成形性的感官评估研究[D];苏州大学;2010年

，

本文编号：2575841