弧棱U型截面梁成形回弹研究及轿车侧围门槛工艺开发

发布时间：2017-10-23 17:13

  本文关键词：弧棱U型截面梁成形回弹研究及轿车侧围门槛工艺开发

  更多相关文章： 高强钢 弧棱U型截面梁 回弹 残余应力

【摘要】：中高档轿车车身大多是由高强钢弧棱U型截面梁焊接而成,弧棱U型截面梁的成形和回弹比直棱U型截面梁要复杂得多。加之由于高强钢材料本身具有较高的弹性模量,使得零件在成形、切边、整形等过程中都会出现较大的回弹变形,严重影响车架焊接整体质量。弧棱U型截面梁由于回弹形式、回弹机理比较复杂,影响回弹的参数较多,回弹控制难以把握,需要对带有弧线形的梁类零件进行全面、系统的研究,为工艺方案制定的合理性、模具制造的精确性、产品质量的优越性提供理论依据。首先,本研究以高强钢弧棱U型截面梁为研究对象,基于金属塑性成形理论,根据零件的几何、成形特点,对其进行不同区域的划分,分析了各区域的回弹形式,并在对成形过程中的边界条件、屈服准则、加工硬化等假设的基础上,采用主应力法,对弧棱U型截面梁各区域的回弹建立理论分析模型,推导了各区域的应力、应变、假想的弯矩、不同形式的回弹角的计算公式。其次,以拉深和弹塑性力学理论为指导,以一定曲率、翼子板宽度、拉深深度的弧棱U型截面梁为研究对象,根据力平衡法,得出了该零件在垂直截面i上合阻力的变化规律。采用有限元软件ABAQUS,建立了有限元分析模型,对其进行验证,并探讨了零件在成形过程中材料的流动规律,加载后零件各区域的应力及卸载后各区域残余应力的变化规律。再次,为研究几何、工艺参数对回弹的影响规律,利用有限元软件dynaform,建立了有限元分析模型,探讨了棱线曲率半径、翼子板宽度、摩擦系数、凸模圆角半径、凹模圆角半径对弧棱U型截面梁回弹的影响规律。同时,通过物理实验验证得到了不同曲率、翼子板宽度的零件在成形过程中材料的流动规律,及不同翼子板宽度和棱线曲率半径对回弹的影响。最后,应用以上成果,以某车型的侧围门槛后连接板为例,制定了合理的工艺方案,并对其进行回弹分析。通过对弧棱U型截面梁进行理论分析、有限元模拟及物理实验研究,归纳出了回弹形式、回弹计算公式及各工艺参数相互影响等,为汽车车身零件的制造提供了理论指导,具有一定的实际应用价值。
【关键词】：高强钢 弧棱U型截面梁 回弹 残余应力
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U466
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 冲压件回弹表现形式11-12
• 1.2.2 冲压回弹的研究方法12-15
• 1.2.3 发展动态分析15
• 1.3 研究目标、内容、方法及技术路线15-18
• 1.3.1 研究目标15-16
• 1.3.2 研究内容16
• 1.3.3 研究方法16
• 1.3.4 技术路线16-18
• 2 弧棱U型截面梁成形回弹机理研究18-34
• 2.1 弧棱U型截面梁成形过程分析18-19
• 2.2 弧棱U型截面梁回弹形式分析19-23
• 2.3 弧棱U型截面梁的回弹理论分析模型23-32
• 2.3.1 基本假设23-24
• 2.3.2 应力分析24-27
• 2.3.3 应变分析27-30
• 2.3.4 弧棱U型截面梁的回弹分析30-32
• 2.4 本章小结32-34
• 3 弧棱U型截面梁的残余应力研究34-56
• 3.1 各区域面内的拉力变化分析34-39
• 3.1.1 第Ⅱ区域面内的拉力变化34-35
• 3.1.2 第Ⅳ区域面内的拉力变化35-36
• 3.1.3 第Ⅷ区域面内的拉力变化36-37
• 3.1.4 第Ⅵ区域面内的拉力变化37-38
• 3.1.5 第Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅸ区域面内的拉力变化38-39
• 3.2 有限元模型39-41
• 3.3 残余应力分析41-54
• 3.3.1 主变形区材料流动分布41-44
• 3.3.2 主变形区残余应力分析44-54
• 3.4 本章小结54-56
• 4 弧棱U型截面梁的成形回弹规律及物理验证56-74
• 4.1 弧棱U型截面梁回弹的表征方式56-59
• 4.2 有限元模型59
• 4.3 几何参数对制件回弹的影响规律59-62
• 4.3.1 棱线曲率对回弹的影响规律59-61
• 4.3.2 翼子板宽度对回弹的影响规律61-62
• 4.4 工艺参数对回弹的影响规律62-67
• 4.4.1 摩擦系数对回弹的影响规律62-64
• 4.4.2 凸模圆角半径对回弹的影响规律64-65
• 4.4.3 凹模圆角半径对回弹的影响规律65-67
• 4.5 物理实验67-71
• 4.5.1 实验设计67-69
• 4.5.2 实验结果69-71
• 4.6 本章小结71-74
• 5 侧围门槛后连接板成形工艺及回弹分析74-82
• 5.1 侧围门槛后连接板几何及成形特征74-76
• 5.1.1 零件几何特性74
• 5.1.2 成形工艺性分析74-76
• 5.2 dynaform有限元模拟及分析76-79
• 5.2.1 工艺补充面设计76-77
• 5.2.2 有限元模型77
• 5.2.3 回弹分析77-79
• 5.3 模具结构设计79-81
• 5.3.1 拉延模结构设计79-80
• 5.3.2 剖切、冲孔、切边、修边复合模80-81
• 5.4 本章小结81-82
• 6 结论与展望82-84
• 6.1 结论82-83
• 6.2 展望83-84
• 致谢84-86
• 参考文献86-90
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果90

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;第15届全国残余应力学术交流会第1轮通知[J];电镀与环保;2009年03期

2 ;热烈祝贺残余应力专业委员会成立[J];机械工程材料;2010年01期

3 周喜来;蒋士杰;刘瑞光;;石化在役设备的焊缝残余应力的消除与控制[J];中国新技术新产品;2012年02期

4 ;第17届全国残余应力学术会议暨国际残余应力研讨会(第1轮通知)[J];中国机械工程;2013年08期

5 刘助柏;;确定护环残余应力分OH的测量理娭与方法[J];东北重型机械学院学报;1978年01期

6 李广铎;苏建新;王维容;刘柏梁;;鞲鞴涨圈残余应力的测试与分析[J];机车车辆工艺;1982年05期

7 肖杰;;残余应力测定仪[J];国外内燃机车;1984年11期

8 杨百川;;残余应力对汽车零件疲劳寿命的影响[J];汽车配件;1984年03期

9 曾春华;;残余应力对疲劳的影响[J];机械强度;1984年03期

10 王家勇;;钻孔法测量残余应力时双向等应力下孔边塑性变形对残余应力分析的影响[J];哈尔滨科学技术大学学报;1987年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 陈超;潘春旭;;残余应力测量技术的现状和发展[A];湖北省第九届热处理年会论文集[C];2004年

2 游敏;郑小玲;;对接接头横向残余应力调控技术研究[A];中西南十省区（市）焊接学会联合会第九届年会论文集[C];2006年

3 张小勇;楚建新;叶军;陆艳杰;刘鑫;;铜应力缓解层对陶瓷-金属连接残余应力的影响[A];电子陶瓷，陶瓷，，金属封接与真空开头管用管壳的技术进步专辑[C];2006年

4 郑杰;张显程;;高温环境诱导的表面强化处理残余应力的释放[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

5 朱丽娜;徐滨士;王海斗;王成彪;;相关技术在残余应力检测中的应用[A];第八届全国表面工程学术会议暨第三届青年表面工程学术论坛论文集（二）[C];2010年

6 潘勤学;栗勇;徐春广;肖定国;杨向臣;伍懿;;超声法焊缝残余应力检测技术研究[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年

7 任小平;刘怡;;一种无损测试焊接板件残余应力的方法[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2000年

8 游敏;郑小玲;;对接接头横向残余应力调控技术研究[A];湖北省暨武汉焊接学会成立二十五周年2005年焊接学术年会文集[C];2005年

9 宇慧平;韩长录;;超高强钢电阻点焊残余应力研究[A];北京力学会第20届学术年会论文集[C];2014年

10 郑永男;左翼;周冬梅;范平;袁大庆;朱升云;;正电子湮没方法研究材料中残余应力[A];第四届全国反应堆物理与核材料学术研讨会论文集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 实习记者 王恒;控制残余应力——寻找加工变形的解决之道[N];中国航空报;2014年

2 陶萍萍;中建钢构用新技术消除钢板墙残余应力[N];现代物流报;2013年

3 ;残余应力与加工变形控制技术[N];中国航空报;2013年

4 ;抗疲劳制造工艺优化方案[N];中国航空报;2013年

5 ;残余应力与变形控制整体解决方案在航空铝合金锻件中的应用[N];中国航空报;2013年

6 蔺军 谢艳花;央视新楼钢构制作特点与加工工艺[N];建筑时报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 姜杰凤;高锁螺栓干涉安装及其对螺接结构力学性能的影响[D];浙江大学;2014年

2 宋文涛;残余应力超声无损检测与调控技术研究[D];北京理工大学;2016年

3 张峥;飞机弱刚性铝合金结构件的残余应力和加工变形控制技术研究[D];南京航空航天大学;2016年

4 李峰;基于定位强化感应加热技术的磨削表面残余应力控制研究[D];清华大学;2015年

5 王军强;大型壳体结构焊接变形及残余应力调控方法研究[D];北京交通大学;2016年

6 董亚波;2A14铝合金厚板残余应力表征及消减工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

7 刘海涛;精密薄壁回转体零件加工残余应力及变形的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

8 曹江;2A02高强度铝合金热加工残余应力研究及其数值模拟[D];西南石油大学;2014年

9 朱丽娜;基于纳米压痕技术的涂层残余应力研究[D];中国地质大学（北京）;2013年

10 陶波;热压玻璃透镜里的残余应力研究[D];中国科学技术大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 任喜强;热轧H700×300型钢残余应力的控制[D];河北联合大学;2014年

2 宋金潮;非调质钢棒材轧后冷却过程残余应力数值模拟及实验研究[D];燕山大学;2015年

3 翟紫阳;超高强钢厚板结构件MIG焊温度场应力场数值模拟及试验研究[D];南京理工大学;2015年

4 康玲;正交异性钢桥面板纵、横肋焊接残余应力数值模拟[D];西南交通大学;2015年

5 孙彦文;Q345B钢等离子-MAG复合焊工艺研究[D];西南交通大学;2015年

6 王晓臣;面向卫星零件工艺设计的拓扑优化技术研究[D];北华航天工业学院;2015年

7 刘何亮;U肋与顶板连接焊缝残余应力的三维数值模拟[D];西南交通大学;2015年

8 余洋;轧辊残余应力的数值模拟研究[D];河北工业大学;2015年

9 杨建华;考虑残余应力影响下轴压蜂窝构件稳定承载力研究[D];沈阳建筑大学;2015年

10 宋晓梅;残余应力对不同几何和材料拘束试样蠕变裂纹起裂和扩展行为的影响[D];华东理工大学;2016年

本文编号：1084477