5754铝合金温热冲压成形失效准则研究与应用

发布时间：2017-10-01 18:00

  本文关键词：5754铝合金温热冲压成形失效准则研究与应用

  更多相关文章： 车身轻量化 铝合金 温热冲压成形 失效准则

【摘要】：近些年,随着我国经济水平的快速发展,国内汽车保有量逐创新高。从积极的方面讲,这说明我国的城市化水平逐渐提高。但是随着汽车数量的激增,节能、环保问题成为了各个国家及汽车行业面临的巨大挑战。国家在制定越来越为严格的汽车排放、燃油消耗等政策法规,这就迫切要求汽车生产企业、科研机构等不断探究降低燃油消耗、减少污染物排放相关汽车技术。通过应用车身轻量化技术解决汽车的节能和环保问题已经成为了各汽车企业普遍认可的可行方法。近年来铝合金成为了替代钢材实现车身部件轻量化的有效替代材料,铝合金在的车身上的应用越来越受到汽车企业以及国内外学者重视。温热冲压成形技术作为提高铝合金板材冲压成形车身结构件或者覆盖件时成形能力的重要技术方法,越来越受到国内外学者的重视。在研究铝合金的冲压成形性能时,CAE仿真分析成为了必不可少的重要工具。目前常用的有限元软件均将成形极限图(FLD)作为板件成形结果的判断准则,而且是只能导入一条成形极限曲线分析零件的成形结果。但在温热成形条件下铝合金的成形性与温度和应变率均相关,成形极限曲线不像冷冲压成形那样能够用一条曲线表达。另外,实验方法获得温热成形时的FLD具有较大的难度和较高的成本。因此,建立铝合金温热冲压成形时的失效准则,对仿真分析和实际生产中优化工艺参数、优化模具设计等方面有着重要的指导意义和参考价值。本文以5754铝合金温热冲压成形展开研究,首先基于损伤力学的材料本构方程,利用数值计算的方法得到了5754铝合温热冲压成形时的不同温度和应变率下的FLD,并与实验数据对比分析,验证了所得FLD的准确性,为后面失效准则的研究提供依据。随后,通过建立杯凸实验有限元模型,分析了不同成形条件下的仿真结果,建立了5754铝合金温热冲压成形拉裂失效准则和起皱失效准则。在拉裂失效准则的研究中,以材料损伤值大小作为板料是否发生拉裂失效的评价标准。在起皱失效准则研究中,以压边圈位移量占板料厚度的百分比作为板件是否发生起皱失效的判断标准。最后,通过建立车身翼子板温热冲压成形有限元模型,将研究得出的拉裂失效准则和起皱失效准则应用于分析冲压件的成形质量,验证了所建立失效准则的有效性。从分析结果可知,温热条件下5754铝合金的成形性得到改善,得到了成形质量良好的车身翼子板仿真结果。研究中利用所建立的失效准则,分析了一定压边力范围内的翼子板冲压成形结果,得出了使冲压件不发生起皱失效的最小压边力。
【关键词】：车身轻量化 铝合金 温热冲压成形 失效准则
【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4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 课题背景和研究意义11-12
• 1.2 铝合金车身上的应用现状12-19
• 1.2.1 铝合金材料简介12-13
• 1.2.2 铝合金在车身上的应用研究现状13-15
• 1.2.3 铝合金板材成形技术及研究现状15-19
• 1.3 板件冲压失效形式及研究现状19-22
• 1.3.1 板件冲压常见失效形式19-21
• 1.3.2 板件冲压失效准则研究现状21-22
• 1.4 本文的主要研究内容22-23
• 第2章 5754铝合金温热冲压成形极限图预测研究23-35
• 2.1 温热条件下的成形极限图研究现状23-25
• 2.2 连续介质损伤本构模型25-31
• 2.2.1 5754铝合金本构模型25-28
• 2.2.2 本构方程参数优化28-29
• 2.2.3 材料本构模型的验证29-31
• 2.3 预测5754铝合金温热冲压成形极限图31-33
• 2.3.1 成形极限图预测31-32
• 2.3.2 成形极限图验证32-33
• 2.4 本章小结33-35
• 第3章 5754铝合金温热冲压成形失效研究35-54
• 3.1 5754铝合金温热冲压成形拉裂失效研究35-43
• 3.1.1 建立杯凸实验有限元模型35-36
• 3.1.2 利用损伤因子判断拉裂失效36-42
• 3.1.3 与FLD得到的判断结果对比分析42-43
• 3.2 5754铝合金温热冲压成形起皱失效研究43-51
• 3.2.1 起皱失效仿真分析43-45
• 3.2.2 起皱准则研究45-50
• 3.2.3 与FLD得到的判断结果对比分析50-51
• 3.3 本章小结51-54
• 第4章 失效准则在车身板件成形时的应用分析54-68
• 4.1 车身翼子板冲压成形有限元仿真建模54-56
• 4.2 车身翼子成形结果分析56-60
• 4.3 压边力对成形结果的影响分析60-65
• 4.3.1 压边力与拉裂失效60-61
• 4.3.2 压边力与起皱失效61-63
• 4.3.3 压边力与起皱失效时凸模位移量的关系研究63-65
• 4.4 本章小结65-68
• 第5章 总结和展望68-70
• 5.1 总结68
• 5.2 展望68-70
• 参考文献70-76
• 作者简介76-78
• 致谢78

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王传勇;李冲;;冲压成形的质量分析及质量控制方法探析[J];现代商贸工业;2013年05期

2 ;轮辋体冲压成形新工艺[J];锻压机械;1972年01期

3 吴百海，虞秀敏，吴百光，吴申卉，，何绍鼎，罗振隆，何柏生，杨舒放;壳体冲压成形全自动线的设计与研究[J];机械开发;1994年02期

4 吴为民,高文胜,刘娆,许东卫;液中放电金属冲压成形研究[J];电加工;1998年05期

5 肖小亭,孙友松,廖毅娟,章争荣;豪华型钢瓦冲压成形[J];锻压技术;2000年06期

6 肖小亭,孙友松,廖毅娟,章争荣;豪华型钢瓦冲压成形[J];模具工业;2000年12期

7 张举东;冷轧薄板与冲压成形性[J];模具技术;2001年01期

8 杨绍明,胡亚民;汽车车厢固定角铁的冲压成形[J];机械工人;2001年01期

9 周金龙 ,蔡添吉 ,庄志宇;钛金属笔记型电脑上壳件冲压成形技术[J];塑性工程学报;2002年04期

10 高广军;交叉杆冲压成形的数值模拟分析及工艺优化[J];模具制造;2002年10期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张举东;;汽车薄板与冲压成形性[A];河南省汽车工程学会首届科研学术研讨会论文集[C];2004年

2 黄国滔;杨相忠;;冲压成形中的芯块利用[A];探索创新交流－－中国航空学会青年科技论坛文集[C];2004年

3 苏岚;程俊业;陈银莉;许应;戎文娟;;热冲压成形实验装置的开发和实验研究[A];第十四届中国科协年会第8分会场：钢材深加工研讨会论文集[C];2012年

4 宋子明;;汽车雨刮器托盘的冲压成形技术[A];云南省机械工程学会第七届学术年会暨十三省区市机械工程学会学术年会论文集[C];2008年

5 宋子明;;汽车雨刮器托盘的冲压成形技术[A];第四届十三省区市机械工程学会科技论坛暨2008海南机械科技论坛论文集[C];2008年

6 张莉;吴开腾;;薄钢板冲压成形的有限元模拟和分析研究[A];第五届全国强动载效应及防护学术会议暨复杂介质/结构的动态力学行为创新研究群体学术研讨会论文集[C];2013年

7 周建忠;杨继昌;许友谊;杨兴华;张永康;;柔性化的板料激光冲压成形新技术研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年

8 胡勇;张伟勇;袁萍;王呈方;周永清;刘光武;;船体外板冲压成形研究[A];2011年CAD/CAM学术交流会议论文集[C];2011年

9 陈秀深;;轿车车门内板的冲压成形[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年

10 周建忠;杨继昌;许友谊;杨兴华;张永康;;柔性化的板料激光冲压成形新技术研究[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年

中国重要报纸全文数据库 前7条

1 中航工业黎明 杨踊 石竖鲲 王立成;特种冲压成形技术在航空发动机中的应用探讨[N];中国航空报;2012年

2 张亦筑;镁合金冲压成形技术获突破[N];中国有色金属报;2013年

3 记者 付强;辽源建立首个院士工作站[N];吉林日报;2012年

4 周贤宾 严致和;发展遇阻冲压成形业寻求突破[N];中国工业报;2004年

5 刘立忠;轧制差厚板冲压成形的研究进展[N];世界金属导报;2014年

6 刘友存 摘译;围绕用户需求开展生产工艺创新[N];中国冶金报;2008年

7 刘友存 摘译;技术创新保证汽车用钢有效应用[N];中国冶金报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 吕萌萌;超高强度硼钢板热冲压成形数值模拟及试验研究[D];吉林大学;2016年

2 马闻宇;AA6082铝合金热冲压成形控性规律研究及工艺优化[D];北京科技大学;2016年

3 史栋勇;高强钢热冲压成形性及微观力学性能数值预测[D];大连理工大学;2015年

4 刘大海;5052铝合金板材磁脉冲辅助冲压成形变形行为及机理研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

5 伍杰;镍镀层金属薄板冲压成形的失效分析[D];湘潭大学;2012年

6 韩利芬;基于神经网络的薄板冲压成形中的反演问题研究[D];湖南大学;2006年

7 桂中祥;高性能硼钢热冲压成形及Al-Si镀层开裂失效行为研究[D];华中科技大学;2014年

8 侯英岢;汽车钢板冲压成形表面损伤规律与控制方法研究[D];上海交通大学;2009年

9 廖代辉;冲压成形材料性能变化及其对车身结构耐撞性影响研究[D];湖南大学;2013年

10 李小平;加油盒冲压成形数值模拟及实验研究[D];重庆大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 宋灏;汽车背门内板冲压成形与回弹的数值模拟研究[D];天津理工大学;2015年

2 孙玉双;22MnB5钢板B柱热冲压成形技术研究[D];燕山大学;2015年

3 花魁;大尺寸叶片成形过程模拟及实验研究[D];陕西理工学院;2015年

4 孙振谦;汽车围板冲压成形研究[D];沈阳理工大学;2015年

5 李晓娟;基于热—力—相变耦合的高强钢BR1500HS热冲压盒型件研究[D];上海应用技术学院;2015年

6 王列亮;多因素对铝合金板冲压成形质量影响的研究[D];南京林业大学;2015年

7 袁国兴;高强钢TRB热冲压成形工艺和试验研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

8 张潇;亚稳态奥氏体不锈钢标准椭圆形封头温冲压温度研究[D];浙江大学;2015年

9 张磊;超高强度BR1500HS钢高温变形行为研究及热冲压过程数值模拟[D];上海大学;2015年

10 毕卢思;基于某乘用车侧围板冲压仿真分析和回弹预测[D];重庆理工大学;2015年

本文编号：954828