某铝合金副车架内高压成形工艺数值仿真研究

发布时间：2017-08-04 00:28

  本文关键词：某铝合金副车架内高压成形工艺数值仿真研究

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【摘要】：内高压成形件在轻量化，制造成本，结构强度精度等众多方面相对于冲压拼焊件具有很大优势，采用铝合金作为内高压成形工艺的材料，是将结构轻量化与材料轻量化相结合。 铝合金副车架内高压成形工艺数值仿真研究是将内高压工艺与铝合金材料相结合，研究温热状态下铝合金矩形截面管件与副车架的成形规律，分析缺陷成因，，并提出合理的成形质量优化措施。 本文首先研究AA5182-O铝合金温热状态下成形性提高的机理，采用Fields和Backofen提出的双幂函数本构方程C n m描述热态下铝合金的强化行为，采用M-K理论和Barlat，s YLD2000屈服准则预测不同温度下AA5182-O铝合金板的成形极限作为材料失效的判别准则，并确定最佳的铝合金管材内高压成形温度。 对弯曲轴线异型截面管件形状分析得知，其截面形状包括四边形、多边形、椭圆和不规则截面等，而所有的截面基本可以归结为直边和直边间的过渡的圆角组成。因此本文采用DYNAFORM有限元数值仿真软件进行数值模拟的方法对矩形截面内高压件成形过程中材料流动情况以及成形件的壁厚分布进行分析，并探究摩擦系数，过渡圆角以及加载路径等因素对管壁壁厚分布和壁厚变化的影响。 通过对某车型冲压拼焊而成的副车架刚度强度以及安装位置的分析，同时结合内高压成形工艺的要求，建立内高压成形工艺副车架的几何模型。 本文最后对副车架成形过程中预弯曲，预压，管材内高压成形三道工序进行数值仿真分析，针对成形过程中出现的缺陷，分析其成形过程中缺陷形成的原因，进一步修改几何形状，并优化预压模具形状，优化加载路径最终获得成形性理想的铝合金内高压副车架。 本文的研究为铝合金弯曲轴线异形截面管件的内高压成形工艺参数设定、成形缺陷成因分析以及优化成形质量方面积累相关的经验。
【关键词】：内高压成形 铝合金 数值仿真 副车架
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 热态内高压成形的基本原理和优缺点11-12
• 1.3 铝合金的应用以及研究现状12-16
• 1.3.1 车用铝合金的应用现状12-13
• 1.3.2 管材铝合金力学性能和本构关系13-15
• 1.3.3 温热成形铝合金的成形极限图15-16
• 1.4 热态内高压技术的研究现状16-19
• 1.5 选题的意义和本文研究内容19-21
• 1.5.1 选题的意义19
• 1.5.2 本文研究内容19-21
• 第2章 温热状态下铝合金管材的材料模型21-25
• 2.1 引言21
• 2.2 建立热态下 AA5182-O 铝合金材料的本构模型21-24
• 2.2.1 条件假定21
• 2.2.2 确定材料成形温度21-23
• 2.2.3 热态下材料的本构模型23-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第3章 矩形截面管件内高压成形的研究25-43
• 3.1 矩形断面的应力状态分析25-26
• 3.2 模具有限元模型的建立26-27
• 3.3 主要的工艺参数以及成形性的评价指标27-29
• 3.3.1 整形压力的确定27-28
• 3.3.2 补料量的确定28
• 3.3.3 成形件质量的评价指标28-29
• 3.4 有限元数值仿真实验方案29-30
• 3.5 数值仿真结果分析30-41
• 3.5.1 壁厚的分布30-31
• 3.5.2 特殊点壁厚的变化31-32
• 3.5.3 摩擦系数对壁厚分布的影响32-34
• 3.5.4 不同圆角半径的壁厚分布34-36
• 3.5.5 圆角胀形阶段壁厚的变化规律36-38
• 3.5.6 不同加载路径下壁厚的分布38-41
• 3.6 本章小结41-43
• 第4章 副车架内高压成形数值仿真研究43-65
• 4.1 副车架的改型43-46
• 4.1.1 主要的安装位置44
• 4.1.2 内高压件工艺性44-46
• 4.2 预弯曲数值仿真研究46-51
• 4.2.1 预弯曲成形工艺有限元模型的建立46-47
• 4.2.2 弯曲成形件的质量评价指标47
• 4.2.3 尺寸参数和工艺参数的选定47-48
• 4.2.4 预弯曲数值仿真结果分析48-51
• 4.3 预压工序数值仿真分析51-57
• 4.3.1 管材内高压成形51-56
• 4.3.2 预压模具形状的设计原则56
• 4.3.3 预压数值仿真结果56-57
• 4.4 液压成形阶段数值仿真分析57-63
• 4.4.1 成形缺陷成因分析58-60
• 4.4.2 由成形过程优化加载路径60-63
• 4.5 本章小结63-65
• 第五章 结论与展望65-67
• 参考文献67-73
• 作者简介及科研成果73-75
• 致谢75

【参考文献】

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本文编号：617023