基于成形系数的08Al二阶梯圆筒件拉深次数预测

发布时间：2017-08-28 16:35

  本文关键词：基于成形系数的08Al二阶梯圆筒件拉深次数预测

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【摘要】：阶梯圆筒件拉深次数的传统预测方法是据其相邻阶梯的直径之比来估算,没有考虑每个阶梯筒壁的高度对拉深次数的影响,估算误差大,不便于指导实际冲压生产,故准确而有效地预测阶梯圆筒件的拉深次数对于优化拉深成形工艺参数、降低其制造成本和提高产品质量有着重大意义。本文首先完成了1.0mm厚08Al板料的单向拉伸试验,获得了08Al钢的材料参数和塑性变形真实应力应变曲线。据08Al钢成形极限曲线计算08Al二阶梯圆筒件拉深成形过程的成形系数,以最大成形系数Wmax≥1.0作为拉裂判据后,利用Abaqus有限元分析软件对08A1二阶梯圆筒件的拉深成形过程进行了有限元数值模拟。然后,分析了不同的小阶梯高度h_2、大阶梯高度hl、小阶梯直径d_2对最大成形系数wmax的影响,获得了最大成形系数Wmax的分布及大小变化规律；预测了在不同的h_1/d_1、h_2/d_2和dl/d_2取值范围内,08A1二阶梯圆筒件所需的拉深次数。最后,通过08A1二阶梯圆筒件拉深成形实验,验证了有限元模拟预测拉深次数的结果。主要研究结果如下：1)拉伸试验获得08Al钢的杨氏模量为194.0 Gpa,屈服强度为200.0 MPa。2)08A1二阶梯圆筒件上最大成形系数Wmax的位置总是出现在小阶梯圆筒上,并随拉深变形程度的增加从小阶梯筒壁上部向其底部圆角部位转移,阶梯圆筒件拉深的拉裂危险区仍位于小阶梯底部圆角与其壁部交接处。3)最大成形系数Wmax的大小随拉深变形程度增加而增大,且当危险区接近拉裂时,即当二阶梯圆筒件上最大成形系数Wmax接近1.0时,最大成形系数Wmax急剧增大。4)有限元模拟得到08A1二阶梯圆筒件拉深次数的预测结果为：当h_1/d_10.184且h_2/d_20.681且d_1/d_2_≤1.323、或h_1/d_1≤0.478且h_2/d_20.292且dl/d_2≤1.323、或hl/d_10.184且h_2/d_2≤0.45且dl/d_2≤2.04时,拉深次数仅需1次,其中h_1、d_1、h_2、d_2分别为大阶梯和小阶梯的高度和直径;当h_1/d_1=0.184且0.681h_2/d_20.875且dl/d_2=1.323、或0.478hl/dl≤0.723且h_2/d_2=0.292且dl/d_2=1.323、或h_1/d_1=0.184且0.45h_2/d_2≤0.563且2.04dl/d_2≤2.55时,拉深次数为2次；其它高径比阶梯圆筒件需要多次拉深。5)通过对小阶梯高度h_2不同取值分别进行了08A1二阶梯圆筒件的拉深实验,实验所得拉深次数与模拟预测结果一致,验证了08A1二阶梯圆筒件拉深次数模拟预测结果是准确的、可靠的。
【关键词】：08Al阶梯圆筒件 有限元数值模拟 最大成形系数 拉深实验 拉深次数预测
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG386.32
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 08Al深冲钢概述11-12
• 1.2.1 深冲钢的发展现状11-12
• 1.2.2 08Al的生产工艺12
• 1.2.3 08Al的性能与应用12
• 1.3 拉深成形技术研究现状12-14
• 1.3.1 圆筒件拉深成形研究现状12-13
• 1.3.2 阶梯圆筒件拉深成形研究现状13-14
• 1.4 论文研究意义和研究内容14-16
• 1.4.1 研究意义14-15
• 1.4.2 研究内容15-16
• 第2章 阶梯圆筒件拉深成形理论基础16-32
• 2.1 阶梯圆筒件拉深成形的力学分析16-26
• 2.1.1 阶梯圆筒件拉深成形的特点16-17
• 2.1.2 阶梯圆筒件拉深成形的应力应变状态分析17-26
• 2.1.3 阶梯圆筒件拉深成形的极限26
• 2.2 阶梯圆筒件拉深次数的确定26-28
• 2.2.1 拉深系数m法27
• 2.2.2 相对高度法27-28
• 2.2.3 有限元法28
• 2.3 拉深成形极限的判断标准28-31
• 2.3.1 最大减薄率28-29
• 2.3.2 成形极限图29-30
• 2.3.3 最大成形系数30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 08Al板料力学性能试验32-40
• 3.1 08Al板料的单向拉伸试验32-37
• 3.1.1 试件的制备32
• 3.1.2 单向拉伸试验的过程及结果32-35
• 3.1.3 08Al的材料模型35-37
• 3.2 08Al的成形极限图FLD37-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第4章 08Al二阶梯圆筒件拉深次数的模拟预测40-63
• 4.1 Abaqus软件简介40-41
• 4.2 二阶梯圆筒件拉深成形有限元模型的建立41-44
• 4.2.1 几何模型的创建42-44
• 4.2.2 材料参数和接触定义44
• 4.2.3 边界条件和网格划分44
• 4.3 二阶梯圆筒件拉深次数的模拟预测44-61
• 4.3.1 二阶梯圆筒件一次拉深成形的最大成形系数45-52
• 4.3.2 二阶梯圆筒件两次拉深成形的最大成形系数52-60
• 4.3.3 二阶梯圆筒件拉深次数的模拟预测结果60-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第5章 二阶梯圆筒件拉深次数的实验验证63-69
• 5.1 试样的制备63
• 5.2 实验模具的设计与制造63-67
• 5.2.1 模具装配关系63-65
• 5.2.2 模具结构的设计与制造65-67
• 5.3 实验参数的设定67
• 5.4 拉深实验的结果与分析67-68
• 5.5 本章小结68-69
• 第6章 结论与展望69-71
• 6.1 结论69
• 6.2 展望69-71
• 参考文献71-74
• 致谢74-75
• 附录A(攻读硕士学位期间已公开发表的论文)75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：748495