定模动辊变截面辊弯成形过程有限元分析

发布时间：2017-10-02 11:10

  本文关键词：定模动辊变截面辊弯成形过程有限元分析

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【摘要】：定模动辊变截面辊弯成形是一种全新的塑性成形工艺,它采用成形过程中压模压紧板材不动而轧辊运动进给,并且轧辊与压模配合对板材成形的方式。变截面辊弯成形适应节能减排理念,顺应汽车轻量化的需求,其产品广泛应用于汽车以及航天航空等领域。定模动辊变截面辊弯成形过程是极其复杂的高度非线性的变形过程。而其成形的理论并不完备,还无法在设计初期确定结构设计以及工艺规划是否完全合理。本文采用有限元方法对成形过程进行数值仿真,来研究定模动辊变截面辊弯成形的成形机理。 本文分析了定模动辊变截面辊弯成形过程的弹塑性本构关系包括材料弹性阶段的胡克定律、屈服准则以及强化准则等。研究了大变形几何非线性情况下应力应变的选取,接触分析时采用罚函数算法,获得了系统的非线性有限元平衡方程,完成对模型的理论描述。定模动辊变截面辊弯过程为准静态过程,采用显式积分法中的中心差分方法,通过递推格式求解系统的有限元方程。 通过单向拉伸实验获得DP980高强钢和TRIP590高强钢的基本力学性能,获得材料的真实应力和塑性应变的关系,并且得到DP980材料各向异性Hill48屈服准则的相关参数,作为构建有限元模型的材料属性。针对汽车B柱加强板基于大型有限元软件Hypermesh以及ABAQUS/CAE对定模动辊变截面辊弯成形创建高质量有限元模型。 基于显示动力算法,采用ABAQUS/Explicit求解器对定模动辊变截面辊弯过程做全流程的有限元仿真。获得板材等效应力、等效塑性应变、截面厚度的分布规律,掌握了DP980板材成形的机理,得到轧辊成形力的变化规律,预测了板料截面回弹的情况。对比采用Mises屈服准则与H11148屈服准则的模型的仿真结果的差别,得到屈服准则对成形结果的作用。研究了不同道次间距对板材成形的作用规律。通过比较采用DP980和TRIP590两种材料模型仿真结果,获得材料强度对成形效果,成形力以及回弹的影响。通过课题组开发的定模动辊变截面辊弯成形机组做B柱加强板的成形试验,通过实验件验证定模动辊变截面辊弯过程有限元分析的有效性。
【关键词】：高强度钢 有限元 定模动辊 辊弯成形 变截面
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 辊弯成形工艺概述8-9
• 1.2 辊弯成形国内外研究现状9-14
• 1.2.1 国外研究现状9-11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.2.3 辊弯成形仿真分析的研究12-14
• 1.3 课题的意义以及具体研究内容14-17
• 2 定模动辊变截面辊弯成形的理论基础17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 材料的弹塑性理论17-21
• 2.3 几何非线性有限元法21-23
• 2.4 接触分析23-24
• 2.5 显式积分法24-26
• 2.6 本章小结26-27
• 3 定模动辊变截面辊弯成形有限元模型构建27-41
• 3.1 引言27
• 3.2 ABAQUS软件介绍27-28
• 3.3 有限元模型的建立28-40
• 3.3.1 模型研究对象28-29
• 3.3.2 三维几何模型29-30
• 3.3.3 模型网格划分30-32
• 3.3.4 定义模型的材料属性32-35
• 3.3.5 接触条件设定35-36
• 3.3.6 创建边界条件36-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 定模动辊变截面辊弯成形仿真分析41-56
• 4.1 引言41
• 4.2 定模动辊变截面辊弯成形机理分析41-46
• 4.2.1 成形板材云图41-43
• 4.2.2 轧辊成形力43-45
• 4.2.3 回弹45-46
• 4.3 不同因素对成形结果的影响46-54
• 4.3.1 屈服准则对模型仿真结果的影响46-49
• 4.3.2 道次间距对模型仿真结果的影响49-52
• 4.3.3 材料对模型仿真结果的影响52-54
• 4.4 本章小结54-56
• 5 实验验证56-58
• 结论与展望58-60
• 参考文献60-63
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文63-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 肖小亭;杨东;廖毅娟;;抽屉导轨中滑轨辊弯成形工艺及CAE分析[J];锻压技术;2010年02期

2 龙睿芬;韩飞;刘继英;;基于RIK硬化模型的柔性辊弯成形仿真研究[J];锻压技术;2011年04期

3 丁国良;;中国冷弯行业发展现状及前景[J];钢结构;2008年01期

4 杨文志;阎昱;曹坤洋;王治;;高强度钢局部加热辊弯成形分析[J];北方工业大学学报;2013年03期

5 王世鹏;韩飞;;变截面辊弯回弹机理研究[J];锻压技术;2013年05期

6 王婷;韩飞;;基于有限元模拟的变截面辊弯成形起皱缺陷预测[J];锻压技术;2013年06期

7 管延智;李强;王英爽;贾方辉;陈正阳;;基于缺陷控制的DP980高强钢三维变截面辊弯成形有限元仿真[J];锻压技术;2014年04期

8 贾方辉;阎昱;王海波;陈正阳;;变截面辊弯汽车零件碰撞性能优化设计与分析[J];锻压技术;2014年08期

9 陈正阳;王海波;阎昱;贾方辉;;基于ABAQUS等效简化模型的辊弯成形机设计分析[J];锻压技术;2014年07期

10 卢平山;景作军;;Pro/E和ADAMS联合仿真在辊弯成型机设计中的应用[J];机械;2013年11期

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本文编号：959260