汽车门框上条三维拉弯成形仿真研究

发布时间：2021-01-21 16:07

　　拉弯成形技术具有残余应力少,可以加工变曲率弯曲零件的优点。使用该技术制造的拉弯零件一般具有中空薄壁、强度高、纵向尺寸长、弯曲半径大和形状准确度要求高的特点,广泛应用于汽车、轨道车辆、航空航天等领域。汽车门框上条是变曲率的三维拉弯成形件,若门框上条设计不合理,拉弯成形过程中零件曲率较大处易发生严重变形,影响汽车门框密封性。为了在产品开发前预测门框上条拉弯截面变形情况,缩短开发周期,降低设计成本,本文首先运用材料非线性本构关系,探讨了一种基于简单试验联合仿真的材料本构方程参数优化识别方法,得到了汽车门框上条材料——冷轧低碳钢DC01的本构模型参数。并将优化识别得到的材料硬化曲线与数值拟合的材料硬化曲线进行了对比验证。运用动态显式有限元法和静态隐式有限元法等基本理论,基于ABAQUS软件建立了门框上条三维拉弯回弹分析模型。并对建模过程中的网格划分、单元选择、边界条件等关键步骤进行了探讨。为与实际拉弯情卸载况保持一致,考虑了拉弯卸载后门框上条的回弹情况,最终得到门框上条拉弯回弹截面变形仿真结果。通过对门框上条A进行拉弯试验,验证了所建立的门框上条三维拉弯回弹分析模型的正确性。分析了拉弯回弹仿真... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 型材拉弯加工概况
        1.2.1 转台式拉弯
        1.2.2 张臂式拉弯
        1.2.3 柔性拉弯
    1.3 型材拉弯回弹数值模拟方法的研究现状
        1.3.1 常用拉弯成形数值模拟软件
        1.3.2 三维拉弯成形仿真建模的特点
        1.3.3 国内外拉弯回弹研究现状
    1.4 本课题研究背影及选题意义
    1.5 本文主要研究内容
第二章 门框上条拉弯回弹有限元仿真理论基础
    2.1 引言
    2.2 材料非线性本构关系
        2.2.1 屈服准则
        2.2.2 硬化准则
        2.2.3 流动准则
    2.3 材料本构模型参数识别方法
        2.3.1 连续响应面优化方法
    2.4 连续体的离散化
        2.4.1 壳单元的使用条件
        2.4.2 薄壳与厚壳
        2.4.3 壳单元质量检查
    2.5 有限元求解方法
        2.5.1 动态显式有限元法
        2.5.2 静态隐式有限元法
    2.6 本章小结
第三章 金属材料非线性本构参数优化识别方法
    3.1 引言
    3.2 单轴拉伸试验
    3.3 单轴拉伸试验有限元模型
    3.4 试验仿真参数优化识别
    3.5 参数识别结果及其验证
    3.6 本章小结
第四章 门框上条三维拉弯有限元仿真与试验研究
    4.1 引言
    4.2 门框上条三维拉弯分析
        4.2.1 材料定义
        4.2.2 单元定义
        4.2.3 接触定义
        4.2.4 约束条件
        4.2.5 载荷条件
        4.2.6 提高模型求解效率的策略
        4.2.7 能量平衡
    4.3 门框上条回弹分析
    4.4 试验结果与仿真结果对比验证
        4.4.1 验证试验
        4.4.2 试验结果与仿真结果对比验证
    4.5 门框上条拉弯成形机理研究
        4.5.1 成形过程中的等效应力分布
        4.5.2 成形过程中的真实应变分布
    4.6 材料流动规律研究
        4.6.1 成形过程中的型材整体厚度变化
        4.6.2 成形过程中的型材截面厚度变化
    4.7 本章小结
第五章 型材拉弯截面变形评价方法及其应用
    5.1 引言
    5.2 门框上条截面变形评价方法
    5.3 门框上条设计方案择优选型
    5.4 门框上条拉弯工艺参数对截面变形影响分析
        5.4.1 门框上条截面变形影响因素显著性分析
        5.4.2 门框上条主要工艺参数对截面变形的影响
    5.5 本章小结
结论及展望
    1.结论
    2.展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]L型截面铝型材拉弯成形截面畸变缺陷控制研究[J]. 梁继业,邓钢,方斌.  锻压技术. 2016(12)
[2]型材多点柔性拉弯成形回弹预测[J]. 梁继才,李义,高嵩,滕菲.  吉林大学学报(工学版). 2017(01)
[3]一种基于Chaboche理论的混合硬化模型及其在回弹仿真中的应用[J]. 余海燕,王友.  机械工程学报. 2015(16)
[4]屈服准则和硬化模型对5052铝板回弹仿真的影响[J]. 余海燕,沈嘉怡,王友.  材料科学与工艺. 2015(03)
[5]汽车玻璃尼槽密封条接角模设计[J]. 魏敏.  模具工业. 2015(05)
[6]基于LS-DYNA的不锈钢车顶弯梁拉弯仿真[J]. 滕克磊,金朝海.  塑性工程学报. 2015(02)
[7]冷轧深冲板制耳率的试验[J]. 胡成武,王镇柱,李文元,崔双好,刘新.  塑性工程学报. 2015(01)
[8]矩形截面型材平面拉弯弹复解析和试验验证[J]. 翟瑞雪,赵军,马瑞,钱志平.  机械工程学报. 2014(18)
[9]飞机球面框型材拉弯回弹有限元模拟技术[J]. 杨润强,王永军,刘天骄,王顺红,王健,王伟.  工具技术. 2014(07)
[10]Chaboche随动硬化模型参数确定及棘轮效应[J]. 姜金朋,陈涛,金平,王珏.  北京航空航天大学学报. 2014(10)

硕士论文
[1]发动机多楔带轮旋压成形仿真的研究[D]. 郑帮智.西南交通大学 2016
[2]铝型材三维多点拉弯成形回弹相关问题研究[D]. 王雪.吉林大学 2014
[3]B299轿车门框拉弯工艺研究及数值模拟[D]. 胥少东.燕山大学 2008



本文编号：2991475