塑性成形加载方式对薄壁制件变形与性能的影响
发布时间：2021-02-12 21:56
材料的加工成形不仅得到产品的几何形状,对制件的服役性能也有着重要影响。但目前在产品的设计、开发与制造阶段,较少考虑加工成形的工艺过程对制件最终性能的影响,导致产品的服役性能、使用寿命等与预期不符。本文从不同塑性成形工艺的加载方式对薄壁件变形与性能的影响出发,重点从整体抗压、局部抗凹和耐蚀性能三个方面,研究了冲压和渐进成形两种工艺对薄板件性能的影响;此外,提出了一种利用磁流变材料作为薄壁管弯曲过程中的填充物,以减少成形缺陷、提高成形精度的方法,并利用数值模拟和物理实验进行验证。主要结论如下:（1）物理实验和数值模拟结果表明,典型凸台薄壳件的渐进成形制件侧壁变形较冲压严重,成为制件的薄弱区域。因此,冲压成形件表现出更加优异的承载性能,其整体抗压和局部抗凹性能均优于渐进成形件。（2）经过塑性成形的加工后,AL6061制件的承载能力较不考虑加工的影响时有所降低;由于SUS304的加工硬化明显,制件的承载能力相比不考虑加工的影响时更高。因此,成形过程对制件性能的影响,取决于加载、变形方式以及材料自身属性的综合作用。（3）冲压和渐进成形后,SUS304的耐腐蚀性能均有所降低。渐进成形由于局部点压、...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
渐进成形原理示意图
重庆大学硕士学位论文2塑性成形加载方式对板壳件性能影响的研究现状6图2.2为冲压与渐进成形的变形特点对比。冲压属于一次成形，而渐进成形是由离散化的变形逐渐累积得到所需制件。冲压时，虽然与凸模接触的坯料内表面会受到板厚向的压力，但与板平面方向的拉力相比较小，因此可简化为平面应力。而渐进成形时由于工具头的局部点压和逐次进给，工具头与坯料接触时内表面受压，外侧表面和接触点周围区域受拉；工具头移开后，内表面的受压转变为受拉，同时原来受拉的区域与工具头的接触时变为受压。这种反复的“拉-压”交替作用增加了坯料的变形，坯料更容易减保图2.2成形特点示意图：a）冲压；b）渐进成形Fig.2.2Schematicdiagramofformingcharacteristics:a)Stamping;b)Incrementalforming2.2.2薄壁管弯曲成形与板料弯曲变形相比，管材弯曲有许多类似之处。但由于管材中空的特点，在弯曲时容易产生截面畸变、起皱、壁厚变化等多种缺陷，这些缺陷在薄壁管弯曲时表现尤为突出。图2.3管材弯曲时的受力及其应力应变状态[68]：a）受力状态；b）应力应变状态Fig.2.3Theforceanditsstress-strainstatewhenthepipeisbent[68]:a)Thestateofforce;b)Thestateofstressandstrain
重庆大学硕士学位论文2塑性成形加载方式对板壳件性能影响的研究现状6图2.2为冲压与渐进成形的变形特点对比。冲压属于一次成形，而渐进成形是由离散化的变形逐渐累积得到所需制件。冲压时，虽然与凸模接触的坯料内表面会受到板厚向的压力，但与板平面方向的拉力相比较小，因此可简化为平面应力。而渐进成形时由于工具头的局部点压和逐次进给，工具头与坯料接触时内表面受压，外侧表面和接触点周围区域受拉；工具头移开后，内表面的受压转变为受拉，同时原来受拉的区域与工具头的接触时变为受压。这种反复的“拉-压”交替作用增加了坯料的变形，坯料更容易减保图2.2成形特点示意图：a）冲压；b）渐进成形Fig.2.2Schematicdiagramofformingcharacteristics:a)Stamping;b)Incrementalforming2.2.2薄壁管弯曲成形与板料弯曲变形相比，管材弯曲有许多类似之处。但由于管材中空的特点，在弯曲时容易产生截面畸变、起皱、壁厚变化等多种缺陷，这些缺陷在薄壁管弯曲时表现尤为突出。图2.3管材弯曲时的受力及其应力应变状态[68]：a）受力状态；b）应力应变状态Fig.2.3Theforceanditsstress-strainstatewhenthepipeisbent[68]:a)Thestateofforce;b)Thestateofstressandstrain
【参考文献】：
期刊论文
[1]车顶覆盖件抗凹和抗雪压性能分析与评价[J]. 刘瑜,刘子建. 汽车工程. 2017(11)
[2]热冲压成形技术及其新进展[J]. 黄大鹏,杨国庆,张梅,李麟. 上海金属. 2017(05)
[3]1800MPa级热冲压钢的研究[J]. 宋佳男,李海阳,张梅. 上海汽车. 2017(02)
[4]冲压成型历史对吸能盒变形模式影响的研究[J]. 卜晓兵,金旭龙,张桂贤,冯亚玲,张连洪. 制造业自动化. 2016(12)
[5]AZ31镁合金板材变路径压缩对力学性能影响[J]. 宋广胜,姜敬前,徐勇,张士宏. 中国有色金属学报. 2016(12)
[6]冲压成型历史对整车正面碰撞的影响[J]. 卜晓兵,金叙龙,张连洪,张桂贤,冯亚玲,高鹏飞,蔡晓林. 汽车工程师. 2016(06)
[7]22MnB5钢制轿车后桥横梁热冲压成形的有限元模拟[J]. 金晓春,宋佳男,张梅,薛甬申. 机械工程材料. 2016(04)
[8]汽车覆盖件抗凹性能研究进展[J]. 陈晓辉,金飞翔,沈智,叶丽燕,王伟. 材料导报. 2015(15)
[9]铝板在车身覆盖件冲压生产中的关键技术[J]. 张毅,连昌伟. 锻压技术. 2015(01)
[10]铝合金板材抗凹性能研究[J]. 张钧萍,马鸣图,方刚,金庆生. 中国工程科学. 2014(01)
硕士论文
[1]热冲压成形工艺参数及冷却系统的研究[D]. 孟佳.吉林大学 2012
本文编号：3031482
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
渐进成形原理示意图
重庆大学硕士学位论文2塑性成形加载方式对板壳件性能影响的研究现状6图2.2为冲压与渐进成形的变形特点对比。冲压属于一次成形，而渐进成形是由离散化的变形逐渐累积得到所需制件。冲压时，虽然与凸模接触的坯料内表面会受到板厚向的压力，但与板平面方向的拉力相比较小，因此可简化为平面应力。而渐进成形时由于工具头的局部点压和逐次进给，工具头与坯料接触时内表面受压，外侧表面和接触点周围区域受拉；工具头移开后，内表面的受压转变为受拉，同时原来受拉的区域与工具头的接触时变为受压。这种反复的“拉-压”交替作用增加了坯料的变形，坯料更容易减保图2.2成形特点示意图：a）冲压；b）渐进成形Fig.2.2Schematicdiagramofformingcharacteristics:a)Stamping;b)Incrementalforming2.2.2薄壁管弯曲成形与板料弯曲变形相比，管材弯曲有许多类似之处。但由于管材中空的特点，在弯曲时容易产生截面畸变、起皱、壁厚变化等多种缺陷，这些缺陷在薄壁管弯曲时表现尤为突出。图2.3管材弯曲时的受力及其应力应变状态[68]：a）受力状态；b）应力应变状态Fig.2.3Theforceanditsstress-strainstatewhenthepipeisbent[68]:a)Thestateofforce;b)Thestateofstressandstrain
重庆大学硕士学位论文2塑性成形加载方式对板壳件性能影响的研究现状6图2.2为冲压与渐进成形的变形特点对比。冲压属于一次成形，而渐进成形是由离散化的变形逐渐累积得到所需制件。冲压时，虽然与凸模接触的坯料内表面会受到板厚向的压力，但与板平面方向的拉力相比较小，因此可简化为平面应力。而渐进成形时由于工具头的局部点压和逐次进给，工具头与坯料接触时内表面受压，外侧表面和接触点周围区域受拉；工具头移开后，内表面的受压转变为受拉，同时原来受拉的区域与工具头的接触时变为受压。这种反复的“拉-压”交替作用增加了坯料的变形，坯料更容易减保图2.2成形特点示意图：a）冲压；b）渐进成形Fig.2.2Schematicdiagramofformingcharacteristics:a)Stamping;b)Incrementalforming2.2.2薄壁管弯曲成形与板料弯曲变形相比，管材弯曲有许多类似之处。但由于管材中空的特点，在弯曲时容易产生截面畸变、起皱、壁厚变化等多种缺陷，这些缺陷在薄壁管弯曲时表现尤为突出。图2.3管材弯曲时的受力及其应力应变状态[68]：a）受力状态；b）应力应变状态Fig.2.3Theforceanditsstress-strainstatewhenthepipeisbent[68]:a)Thestateofforce;b)Thestateofstressandstrain
【参考文献】：
期刊论文
[1]车顶覆盖件抗凹和抗雪压性能分析与评价[J]. 刘瑜,刘子建. 汽车工程. 2017(11)
[2]热冲压成形技术及其新进展[J]. 黄大鹏,杨国庆,张梅,李麟. 上海金属. 2017(05)
[3]1800MPa级热冲压钢的研究[J]. 宋佳男,李海阳,张梅. 上海汽车. 2017(02)
[4]冲压成型历史对吸能盒变形模式影响的研究[J]. 卜晓兵,金旭龙,张桂贤,冯亚玲,张连洪. 制造业自动化. 2016(12)
[5]AZ31镁合金板材变路径压缩对力学性能影响[J]. 宋广胜,姜敬前,徐勇,张士宏. 中国有色金属学报. 2016(12)
[6]冲压成型历史对整车正面碰撞的影响[J]. 卜晓兵,金叙龙,张连洪,张桂贤,冯亚玲,高鹏飞,蔡晓林. 汽车工程师. 2016(06)
[7]22MnB5钢制轿车后桥横梁热冲压成形的有限元模拟[J]. 金晓春,宋佳男,张梅,薛甬申. 机械工程材料. 2016(04)
[8]汽车覆盖件抗凹性能研究进展[J]. 陈晓辉,金飞翔,沈智,叶丽燕,王伟. 材料导报. 2015(15)
[9]铝板在车身覆盖件冲压生产中的关键技术[J]. 张毅,连昌伟. 锻压技术. 2015(01)
[10]铝合金板材抗凹性能研究[J]. 张钧萍,马鸣图,方刚,金庆生. 中国工程科学. 2014(01)
硕士论文
[1]热冲压成形工艺参数及冷却系统的研究[D]. 孟佳.吉林大学 2012
本文编号：3031482
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