板料塑性成形极限预测的研究

发布时间：2021-05-16 09:22

　　薄板、薄壁管、薄壁型材等薄壁金属材料统称为板金材料,简称为板料或板材。板料成形方法主要有拉深、缩口、胀形、翻边、弯曲、冲裁以及组合成形。板料成形零件在航空航天、仪器仪表等工业中获得了广泛应用。板料塑性成形的主要缺陷分为破裂和起皱两大类。传统的板料零件及其成形工艺的设计都是采用试错法,设计、制造周期长,成本高。随着有限元和计算机技术的发展,利用大型有限元软件对板料成形零件的成形性进行预测和成形工艺优化成为研究热点。本文利用有限元模拟和实验方法相结合研究了成形过程中6063铝合金薄壁管的起皱和薄板的破裂缺陷预测。论文的主要研究工作如下:（1）对板料成形理论和成形极限图的研究现状进行了概括,并介绍了板料塑性成形工艺和成形中的缺陷。阐述塑性成形的一些基本理论,详细叙述了四种典型的失稳判断理论以及预测起皱屈曲发生的理论。（2）通过单向拉伸实验获得6063铝合金材料的应力应变关系曲线、强度系数和材料硬化指数等材料力学性能参数,建立了材料本构模型。进行准静态圆管轴向压缩实验研究了不同尺寸圆管的压缩起皱失稳模式和失稳载荷。进行圆管的轴向压缩有限元模拟,研究了单元类型、模型尺寸以及约束和接触条件对模拟结... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 金属板料塑性成形工艺
    1.3 板料的成形缺陷
    1.4 板料成形极限的预测方法
    1.5 国内外研究现状
        1.5.1 拉伸失稳理论的研究现状
        1.5.2 成形极限图的研究现状
    1.6 本文主要研究内容
第2章 塑性理论基础与成形极限预测理论
    2.1 塑性应力应变关系
        2.1.1 增量理论
        2.1.2 全量理论
    2.2 拉伸失稳理论
        2.2.1 Swift分散性失稳理论
        2.2.2 Hill集中性失稳理论
        2.2.3 S-R理论
        2.2.4 M-K理论
    2.3 起皱屈曲发生预测理论与方法
        2.3.1 圆管的屈曲起皱预测理论
        2.3.2 起皱的数值模拟研究
    2.4 本章小结
第3章 薄壁管轴向压缩屈曲实验及有限元模拟
    3.1 单向拉伸实验
        3.1.1 材料的单向拉伸实验
        3.1.2 实验数据处理及结果
    3.2 圆管轴向压缩实验
        3.2.1 实验准备及方法
        3.2.2 实验结果分析
    3.3 圆管轴向压缩有限元分析
    3.4 本章小结
第4章 铝合金薄板成形极限预测研究
    4.1 基于S-R理论的成形极限理论计算
    4.2 基于M-K理论和有限元分析的成形极限预测
        4.2.1 有限元模型的建立
        4.2.2 模拟结果与讨论
        4.2.3 变路径下薄板的成形极限
    4.3 成形极限的凸模胀形实验研究
        4.3.1 薄板的成形极限图
        4.3.2 变路径下薄板的成形极限图
    4.4 本章小结
第5章 破裂与起皱成形性评价的应用
    5.1 薄板胀形破裂的有限元分析
    5.2 薄壁管缩口起皱的有限元分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]AA5182-O铝合金成形极限确立研究[J]. 吴斌,单云.  锻压技术. 2016(03)
[2]铝合金马鞍形件充液成形工艺模拟分析[J]. 孙志莹,郎利辉,孔德帅.  精密成形工程. 2015(01)
[3]高速冲击成形的成形极限图有限元模拟研究[J]. 郭朝,刘会霞,沈宗宝,王霄.  热加工工艺. 2013(21)
[4]板料渐进成形极限图测试方法研究[J]. 王进,姜虎森,陶龙,王宝平.  锻压技术. 2013(02)
[5]基于弧长法和减薄率判据研究金属镀层的成形极限[J]. 程驰,龙士国,马增胜,任晓雷.  材料导报. 2012(10)
[6]金属板材拉伸厚度减薄率的测试研究[J]. 刘冬,李荣锋,杜丽影.  物理测试. 2012(01)
[7]基于韧性准则的金属板料冲压成形断裂模拟[J]. 高付海,桂良进,范子杰.  工程力学. 2010(02)
[8]板料成形极限理论与实验研究进展[J]. 韩非,万敏,吴向东.  塑性工程学报. 2006(05)
[9]板材拉伸破裂厚度分布及成形极限预测[J]. 刘长丽,周贤宾,陈劼实.  锻压技术. 2006(05)
[10]用损伤理论方法预测铝合金薄板成型极限[J]. 樊建平,邓泽贤,崔智邦.  固体力学学报. 2006(02)

博士论文
[1]面向制造的铝合金材料失效准则建模与应用研究[D]. 侯波.上海交通大学 2012

硕士论文
[1]板料成形极限理论预测与应用[D]. 朱巍峰.燕山大学 2016
[2]高强钢热成形韧性断裂准则研究[D]. 古田.哈尔滨工业大学 2012



本文编号：3189433