复杂结构零件充液成形工艺数值模拟研究

发布时间：2017-08-11 23:16

  本文关键词：复杂结构零件充液成形工艺数值模拟研究

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【摘要】：随着科技的进步与人们生活水平日益提高,人们对各项产品的各个性能指标要求愈加严格,特别对于生产难度较大的零部件,传统冲压成形过程中易出现破裂与起皱等缺陷,表面质量很难达到人民的要求。充液成形技术是顺应这种发展需求而逐渐壮大的一种先进的软膜加工技术,由于具有生产精度高,表面质量好,极限拉深比高等优点,迅速得到了国内外研究学者的广泛关注。正是顺应这种研究趋势,同时为了克服复杂结构零件冲压成形时出现的破裂与拉延不充足等问题,本文采用专业板料成形模拟软件Dynaform5.7.1对阶梯件与汽车覆盖件的前翼子板进行充液拉深工艺有限元数值模拟研究。该模拟过程以零件的成形云图与壁厚分布为评定标准,选择出合理的工艺参数,揭示工艺参数的变化对零件的影响规律,从而提高阶梯件与翼子板的壁厚均匀性与贴模程度等。其次,本文对阶梯件的成形结果进行分析。由于阶梯件存在多处圆角,板料变形难度大,使用传统的拉深工艺很难一次性成形,需通过多次可行性模拟研究。研究结果表明:针对不同的零件模型,选择合适的工艺参数有益于提高板材的成形性能。最终本文确定的合理工艺参数分别为:液室压力为55 MPa,凸模速度为3000 mm/s,压边间隙为1.10 mm,板材与凹模及压边圈的摩擦系数为0.04。最后,结合阶梯件的模拟过程与结果,本文对复杂程度更高的汽车前翼子板充液成形过程进行模拟研究。研究结果表明:由于翼子板形状较复杂,各部位需要成形高度不一致,拉延筋的设置对翼子板的成形性能有重要影响。设置合理的拉延筋阻力系数能够调节板料的各部位流动均匀性。经过多次模拟总结,最终确定的合理的工艺参数分别为:液室压力曲线为本文所设计的加载方式二,凸模速度为5000 mm/s,压边力为100 t,摩擦系数组合方式为0.04与0.14。
【关键词】：充液拉深 数值模拟 阶梯件 翼子板
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG386
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 引言10
• 1.2 液压成形技术的研究进展10-19
• 1.2.1 板材液压成形10-17
• 1.2.2 管材液压成形17-18
• 1.2.3 壳体液压成形18-19
• 1.3 课题研究的意义19-20
• 1.4 本文的主要研究工作20-21
• 第2章 板材拉深数值模拟基础及理论研究21-28
• 2.1 引言21
• 2.2 板料屈服理论21-22
• 2.3 板料成形有限元模拟算法22-24
• 2.3.1 静力算法22-24
• 2.3.2 动力算法24
• 2.4 板料成形过程应力应变分析24-26
• 2.4.1 弹性应力应变24-26
• 2.4.2 弹塑性应力应变26
• 2.5 板料有限元模拟软件介绍26-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 阶梯件充液拉深工艺数值模拟研究28-41
• 3.1 引言28
• 3.2 有限元模型及方案28-31
• 3.2.1 有限元模型建立28-30
• 3.2.2 研究方案30-31
• 3.3 工艺参数对阶梯成形性能的影响规律31-40
• 3.3.1 液室压力加载曲线31-34
• 3.3.2 凸模速度34-36
• 3.3.3 压边间隙36-38
• 3.3.4 摩擦系数38-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 汽车前翼子板充液成形数值模拟研究41-55
• 4.1 引言41
• 4.2 有限元模拟流程41-44
• 4.3 拉延筋参数设定44-46
• 4.3.1 参数设定方案44-45
• 4.3.2 成形云图分析45-46
• 4.4 液室压力加载曲线设计46-48
• 4.5 工艺参数对翼子板成形性能的影响规律48-53
• 4.5.1 压边力48-50
• 4.5.2 凸模速度50-52
• 4.5.3 摩擦系数52-53
• 4.6 本章小结53-55
• 结论55-57
• 参考文献57-62
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文62-63
• 致谢63

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本文编号：658671