集装箱顶板冷弯成形关键技术研究

发布时间：2017-04-05 22:14

  本文关键词：集装箱顶板冷弯成形关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：冷弯型钢是一种经济断面型材,在汽车、建筑、电气、运输等领域应用非常广泛。冷弯型钢成品尺寸精度高、外观好、结构强度高,是理想的现代新型材料。随着社会的不断发展,冷弯成形技术越来越多的应用于传统加工领域,这就要求我们对冷弯成形技术理论作更加深入的研究。集装箱顶板为集装箱的重要组成构件,对其质量、结构形状等方面要求越来越高,传统的冲压成形方式往往造成顶板弯角处减薄量过大、且生产效率不高。因此本文以集装箱顶板为研究对象,首次提出了顶板冷弯成形新工艺,研究其冷弯成形过程中的关键技术,顶板冷弯成形过程中工艺参数对成形有重要影响。传统设计方式设计周期长、精度差且产品质量难以保证,因此利用计算机模拟技术,研究冷弯成形孔型系统,分析成形过程及变形规律已经成为冷弯成形的发展趋势。本文利用有限元软件MARC,建立简化有限元模型,模拟研究集装箱顶板冷弯成形过程,分析工艺参数对冷弯成形的影响规律。论文主要研究内容如下:(1)分析冷弯成形板材的变形理论,根据孔型设计原则对轧辊孔型进行设计,由于集装箱顶板的特殊性,分析其牌坊间距、辊径差以及轧辊角度差的确定方法,(2)通过对其结构特点分析,建立简化有限元模型。对顶板冷弯成形过程进行模拟,分析成形过程中典型道次节点应力应变分布以及节点的应力应变历程曲线;根据顶板结构特点,将顶板分为平板段、过渡段、波纹段三部分,对比分析各部分典型节点的应力、应变以及位移;探讨顶板成形过渡区的等效应力、应变及变形规律;分析顶板成形过程中金属流动规律。(3)针对顶板模拟过程中出现的平板段褶皱进行研究,分析平板段褶皱的产生原因,模拟分析不同工艺参数对其影响,给出实际生产中平板段褶皱的控制办法。(4)研究不同工艺参数对波纹板边波缺陷的影响规律,给出控制边波缺陷方法;分析顶板厚度变化规律以及整体减薄量。最终确定合理的工艺参数。
【关键词】：冷弯成形 集装箱顶板 孔型设计 有限元模拟 边波
【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】：TG306
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 冷弯成形概述12-15
• 1.2.1 冷弯成形简介12
• 1.2.2 冷弯成形特点12-13
• 1.2.3 冷弯型钢分类及应用13-15
• 1.3 国内外冷弯型钢研究概况15-18
• 1.3.1 国外冷弯型钢研究概况15-16
• 1.3.2 国内冷弯型钢研究概况16-17
• 1.3.3 CAD/CAM/CAE技术在冷弯型钢中的应用17-18
• 1.4 冷弯成形技术目前存在的问题18-19
• 1.5 选题意义以及研究内容19-21
• 1.5.1 选题意义19-20
• 1.5.2 研究内容20-21
• 第2章 冷弯成形基础理论与有限元模拟基础21-31
• 2.1 冷弯成形板材变形理论21-22
• 2.2 冷弯成形力学基本理论22-24
• 2.3 冷弯成形简化分析法24-25
• 2.4 有限元法在冷弯成形中的应用25-29
• 2.4.1 有限元法基本思想25-26
• 2.4.2 有限元分析步骤26
• 2.4.3 塑性有限元法26-29
• 2.5 本章小结29-31
• 第3章 顶板冷弯成形轧辊孔型设计31-43
• 3.1 孔型设计目的31
• 3.2 冷弯成形产品介绍31-32
• 3.3 顶板冷弯成形轧辊孔型设计32-41
• 3.3.1 孔型系统确定32-33
• 3.3.2 坯料宽度的计算33-34
• 3.3.3 弯曲方法确定34-35
• 3.3.4 成形道次数确定35-37
• 3.3.5 成形道次角分配37
• 3.3.6 牌坊间距确定37-38
• 3.3.7 轧辊轴径确定38-40
• 3.3.8 轧辊旋转角度差确定40-41
• 3.3.9 辊花图41
• 3.4 本章小结41-43
• 第4章 集装箱顶板冷弯成形过程有限元模拟43-63
• 4.1 引言43
• 4.2 有限元软件Marc简介43-44
• 4.3 冷弯成形有限元模型的建立44-48
• 4.3.1 几何模型的建立45-46
• 4.3.2 网格划分及单元选择46-47
• 4.3.3 边界条件处理47
• 4.3.4 接触问题处理47-48
• 4.3.5 载荷工况48
• 4.4 顶板成形过程等效应力与等效应变分布48-51
• 4.4.1 顶板成形过程等效应力分布48-50
• 4.4.2 顶板成形过程等效应变分布50-51
• 4.5 顶板不同部分节点应力应变及位移历程曲线分析51-58
• 4.5.1 顶板冷弯成形过程等效应力历程曲线52-54
• 4.5.2 顶板冷弯成形过程应变历程曲线54-56
• 4.5.3 顶板冷弯成形过程节点位移历程曲线56-58
• 4.6 冷弯成形过渡区58-60
• 4.6.1 成形过渡区等效应力、应变分析58-59
• 4.6.2 成形过渡区变形分析59-60
• 4.7 板材金属流动规律60-62
• 4.7.1 分析方法60-61
• 4.7.2 板材厚度分布规律61
• 4.7.3 板材纵向压缩分布规律61-62
• 4.8 本章小结62-63
• 第5章 工艺参数对顶板成形影响规律63-85
• 5.1 引言63
• 5.2 平板段成形研究63-70
• 5.2.1 平板段成形缺陷63-65
• 5.2.2 平板段起皱量计算方法65-66
• 5.2.3 过渡段长度对平板段成形的影响66-68
• 5.2.4 辊径差对平板段成形影响68-70
• 5.2.5 平板段褶皱控制办法70
• 5.3 顶板边波缺陷影响因素研究70-81
• 5.3.1 边波的产生及影响因素71-72
• 5.3.2 边波大小计算方法72
• 5.3.3 辊径差对边波的影响72-75
• 5.3.4 牌坊间距对边波的影响75-79
• 5.3.5 边幅宽度对边波的影响79
• 5.3.6 边波控制方法79-81
• 5.4 顶板整体减薄量分析81-83
• 5.5 本章小结83-85
• 第6章 结论85-87
• 6.1 论文的主要研究成果85-86
• 6.2 展望86-87
• 参考文献87-93
• 致谢93

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