轨道车辆车体端梁拉弯成形数值模拟研究

发布时间：2017-06-09 10:17

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【摘要】：随着轨道车辆的快速发展和对材料轻量化的要求,铝合金大型结构件得到了大量的应用。拉弯工艺由于成形精度高、回弹小等优点,成为加工大型结构件的主要工艺。由于轨道车辆铝合金端梁尺寸大、截面复杂、质量精度要求高,成形难度大,缺陷多,铝合金端梁的成形已经成为高质量车身制造的技术瓶颈。本文在深入研究分析拉弯成形工艺和国内外相关研究成果的基础上,采用有限元模拟方法,以轨道车辆车体端梁为研究对象,分析包覆拉伸量、模具间隙、模具型槽深度对截面畸变的影响规律和预拉伸量、包覆拉伸量、补拉伸量对回弹的影响规律,并进行实验验证。主要研究结果如下:(1)截面畸变随着包覆拉伸量的增大而增大。截面畸变主要发生在弯弧处,弯曲程度越大,截面畸变越严重。(2)模具型槽宽度要适当大于型材立边厚度。模具型槽宽度过小,在包覆阶段型材立边与模具型槽之间阻力较大,型材不能完全包覆模具,最终导致轮廓精度严重超差。模具型槽宽度过大,型材立边缺少约束,自由度过大,容易导致截面畸变。(3)模具型槽的深度应适当小于型材立边的高度。深度过小,型腹板材不能得到模具型面的有效支撑,从而发生腹板塌陷的截面畸变。深度过大,型材立边缺乏模具型槽底面的有效支撑,容易发生圆角塌陷的截面畸变。(4)预拉量、包覆拉伸量和补拉量对回弹有不同程度的影响。回弹随着预拉量、包覆拉伸量和补拉量的增大而减小,其中包覆拉伸量对回弹的影响最显著。(5)运用优化出的工艺参数及精密回弹补偿的拉弯模具有效的控制了拉弯件的截面畸变和回弹,获得了高质量的成形件。
【关键词】：拉弯 铝合金 数值模拟 截面畸变 回弹 轨道车辆 端梁
【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】：U270.3;TG306
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 型材拉弯成形技术12-16
• 1.2.1 拉弯成形技术分类12-13
• 1.2.2 拉弯成形的加载方式13-14
• 1.2.3 拉弯成形的控制方式14-15
• 1.2.4 拉弯成形中常见的缺陷15-16
• 1.3 型材拉弯技术研究现状16-19
• 1.3.1 解析法16-17
• 1.3.2 实验法17-18
• 1.3.3 数值模拟法18-19
• 1.4 本文研究意义及内容19-21
• 1.4.1 本文研究意义19
• 1.4.2 本文研究内容19-21
• 第2章 拉弯成形数值模拟21-39
• 2.1 引言21
• 2.2 有限元理论基础21-26
• 2.2.1 材料的屈服准则21-22
• 2.2.2 塑性流动法则22-23
• 2.2.3 材料的硬化准则23-25
• 2.2.4 应力加载与卸载法则25-26
• 2.3 ABAQUS模拟软件介绍26-27
• 2.4 材料及力学性能27-28
• 2.5 有限元模型建立28-35
• 2.5.1 模拟算法的选择28-29
• 2.5.2 模型的建立29-31
• 2.5.3 材料属性的建立31-32
• 2.5.4 加载轨迹的确定32-33
• 2.5.5 设置分析步和场输出33
• 2.5.6 接触属性33
• 2.5.7 载荷的加载33-34
• 2.5.8 网格的划分34-35
• 2.5.9 回弹阶段模拟35
• 2.6 弯曲角度优化35-37
• 2.7 本章小结37-39
• 第3章 拉弯成形截面畸变缺陷研究39-59
• 3.1 引言39
• 3.2 截面畸变缺陷特点分析39-40
• 3.3 截面畸变影响因素研究40-56
• 3.3.1 包覆拉伸量的影响40-45
• 3.3.2 模具间隙的影响45-52
• 3.3.3 模具型槽深度的影响52-56
• 3.4 截面畸变控制56-58
• 3.5 本章小结58-59
• 第4章 拉弯成形回弹数值模拟研究59-83
• 4.1 引言59
• 4.2 回弹量的表示方法59-60
• 4.3 回弹影响因素研究60-74
• 4.3.1 预拉量对回弹的影响60-65
• 4.3.2 补拉量对回弹的影响65-69
• 4.3.3 包覆拉伸量对回弹的影响69-74
• 4.4 轮廓精度控制74-80
• 4.4.1 挡板对轮廓精度的影响74-76
• 4.4.2 模具型面修正对轮廓精度的影响76-80
• 4.5 实验结果对比80-81
• 4.6 本章小结81-83
• 第5章 结论83-85
• 参考文献85-91
• 致谢91

【参考文献】

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1 张飞飞;陈R际

本文编号：435163