汽车前防撞横梁拉弯成型仿真分析与优化设计
发布时间：2021-11-09 23:50
铝合金材料因其密度小,且具有优异的力学性能和碰撞性能等特点,已经被广泛应用于汽车轻量化领域。汽车前防撞横梁作为汽车碰撞时的主要吸能结构,其成型方式为拉弯成型,成型尺寸精度和成型质量直接影响到防撞横梁的碰撞性能。与传统的钢制防撞横梁不同,铝合金防撞横梁容易出现起皱、拉裂和截面畸变等成型缺陷,从而影响铝合金防撞横梁的成型质量。本文以某汽车前防撞横梁为研究对象,在考虑横梁拉弯成型工艺性能的情况下,建立了铝合金防撞横梁结构—工艺参数多目标优化数学模型,通过多目标遗传算法获得最优的横梁结构参数和拉弯成型工艺参数。本文主要研究内容如下:1)通过对比7003铝合金材料在不同热处理状态下的力学性能发现:7003-T6铝合金材料的强度太高,拉弯成型难度较大。而7003-T4铝合金材料的力学性能较低,拉弯成型性能较好。因此本文首先对T4状态下的铝合金型材进行拉弯成型,之后通过热处理使横梁达到T6状态。通过加权组合Swift硬化模型和Hockett-Sherby硬化模型的方法对7003铝合金材料的力学性能进行本构表征,并对加权硬化模型参数进行求解。2)基于拟合的材料加权硬化模型,本文建立了铝型材拉弯成型仿真...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全铝合金车身框架结构示意图
汽车前防撞横梁拉弯成型仿真分析与优化设计合金型材通常设计成中空薄壁梁结构，且需要弯曲到一成之后的尺寸精度和碰撞性能有着较高的要求。相比于言，铝合金型材弯曲成型技术不成熟，在加工过程中容缺陷[12]。由于同属于冷加工工艺技术，在铝合金型材弯无法避免，这也使得铝合金型材弯曲成型之后的尺寸精方式来看，铝合金型材弯曲成型工艺大致可以分为两种材与模具之间的相对运动，从而达到弯曲成型的运动成；另一种则是依靠模具形状成型，例如：拉弯成型等。成型时的截面应力分布[14]。在对铝合金型材进行弯曲成直于型材两侧端面的拉力，即材料在同一时刻即受拉力各截面的应力应变分布情况各不相同。型材截面外侧，中性面受力为零且向内部偏移，各截面应力分布趋于
图 1.3 张臂法拉弯成型示意图为转台法拉弯成型示意图。在夹住型材的摆臂转动的从而实现对挤压铝型材的拉弯成型。与张臂法相同之样需要对型材施加拉伸力。不同之处在于整个过程型弯曲好的型材，按照实际的需求给予补拉力。
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝型材拉弯成形工艺稳健性优化[J]. 王贺,黄霞,孙莹,于忠奇. 塑性工程学报. 2018(03)
[2]7N01铝合金Ф784 mm圆铸锭铸造技术研究[J]. 刘兆伟,于长富,徐鑫,王彦俊. 热处理技术与装备. 2018(02)
[3]铝合金在汽车前防撞梁轻量化中的应用[J]. 门立忠,佟磊,王帅. 汽车工程师. 2018(01)
[4]基于响应面模型的白车身多目标轻量化设计[J]. 王震虎,周巧英,刘开勇,方向东,李落星. 中国机械工程. 2018(01)
[5]IF钢硬化模型试验[J]. 程超,牛超,陈新平. 精密成形工程. 2017(06)
[6]高应变率下高强钢的塑性力学行为及本构模型[J]. 赖兴华,尹斌. 汽车安全与节能学报. 2017(02)
[7]RBF近似模型在汽车碰撞变复杂度建模中的应用[J]. 谢晖,陈龙,李凡. 机械科学与技术. 2016(10)
[8]基于等效静态载荷法的高速轻载机器人的结构动态优化设计[J]. 黄宇涵,杨志军,蔡铁根,陈超然. 工具技术. 2016(04)
[9]中国新能源汽车的研发及展望[J]. 欧阳明高. 科技导报. 2016(06)
[10]基于拓扑优化的汽车前纵梁耐撞性设计[J]. 曹立波,宋慧斌,武和全,刘亚飞. 中国机械工程. 2016(06)
博士论文
[1]车身用铝型材制备过程中典型成形缺陷的仿真分析与优化控制[D]. 刘志文.湖南大学 2017
[2]列车碰撞动力学关键问题研究[D]. 杨超.西南交通大学 2016
[3]铝合金薄壁梁结构轻量化设计及其变形行为的研究[D]. 王冠.湖南大学 2013
[4]型材拉弯的智能化控制工艺理论研究[D]. 钱志平.燕山大学 2009
硕士论文
[1]基于等效静态载荷方法的高速轻载机器人结构优化设计[D]. 黄宇涵.广东工业大学 2016
[2]AM60/6061、AM60/A390液固复合工艺与界面组织性能的研究[D]. 马立坤.合肥工业大学 2015
[3]高速列车用6N01铝合金弯曲行为研究[D]. 陈灿龙.南京理工大学 2015
[4]型材拉弯成形仿真及精度控制研究[D]. 卢睿.吉林大学 2014
[5]碳纤维轿车保险杠横梁的设计[D]. 吴琼.武汉理工大学 2014
[6]铝合金车门外板冲压成形工艺设计与工艺参数稳健优化[D]. 胡蕾.湖南大学 2014
[7]非对称截面型材拉弯成形数值模拟研究[D]. 郝涛涛.南京航空航天大学 2014
[8]基于近似模型的车架不确定性多目标优化[D]. 谢锋.湖南大学 2013
[9]型材拉弯弹复规律数值模拟与实验研究[D]. 杨继云.燕山大学 2012
[10]车身用复杂铝合金型材弯曲成形工艺及回弹控制研究[D]. 刘志文.湖南大学 2012
本文编号：3486143
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全铝合金车身框架结构示意图
汽车前防撞横梁拉弯成型仿真分析与优化设计合金型材通常设计成中空薄壁梁结构，且需要弯曲到一成之后的尺寸精度和碰撞性能有着较高的要求。相比于言，铝合金型材弯曲成型技术不成熟，在加工过程中容缺陷[12]。由于同属于冷加工工艺技术，在铝合金型材弯无法避免，这也使得铝合金型材弯曲成型之后的尺寸精方式来看，铝合金型材弯曲成型工艺大致可以分为两种材与模具之间的相对运动，从而达到弯曲成型的运动成；另一种则是依靠模具形状成型，例如：拉弯成型等。成型时的截面应力分布[14]。在对铝合金型材进行弯曲成直于型材两侧端面的拉力，即材料在同一时刻即受拉力各截面的应力应变分布情况各不相同。型材截面外侧，中性面受力为零且向内部偏移，各截面应力分布趋于
图 1.3 张臂法拉弯成型示意图为转台法拉弯成型示意图。在夹住型材的摆臂转动的从而实现对挤压铝型材的拉弯成型。与张臂法相同之样需要对型材施加拉伸力。不同之处在于整个过程型弯曲好的型材，按照实际的需求给予补拉力。
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝型材拉弯成形工艺稳健性优化[J]. 王贺,黄霞,孙莹,于忠奇. 塑性工程学报. 2018(03)
[2]7N01铝合金Ф784 mm圆铸锭铸造技术研究[J]. 刘兆伟,于长富,徐鑫,王彦俊. 热处理技术与装备. 2018(02)
[3]铝合金在汽车前防撞梁轻量化中的应用[J]. 门立忠,佟磊,王帅. 汽车工程师. 2018(01)
[4]基于响应面模型的白车身多目标轻量化设计[J]. 王震虎,周巧英,刘开勇,方向东,李落星. 中国机械工程. 2018(01)
[5]IF钢硬化模型试验[J]. 程超,牛超,陈新平. 精密成形工程. 2017(06)
[6]高应变率下高强钢的塑性力学行为及本构模型[J]. 赖兴华,尹斌. 汽车安全与节能学报. 2017(02)
[7]RBF近似模型在汽车碰撞变复杂度建模中的应用[J]. 谢晖,陈龙,李凡. 机械科学与技术. 2016(10)
[8]基于等效静态载荷法的高速轻载机器人的结构动态优化设计[J]. 黄宇涵,杨志军,蔡铁根,陈超然. 工具技术. 2016(04)
[9]中国新能源汽车的研发及展望[J]. 欧阳明高. 科技导报. 2016(06)
[10]基于拓扑优化的汽车前纵梁耐撞性设计[J]. 曹立波,宋慧斌,武和全,刘亚飞. 中国机械工程. 2016(06)
博士论文
[1]车身用铝型材制备过程中典型成形缺陷的仿真分析与优化控制[D]. 刘志文.湖南大学 2017
[2]列车碰撞动力学关键问题研究[D]. 杨超.西南交通大学 2016
[3]铝合金薄壁梁结构轻量化设计及其变形行为的研究[D]. 王冠.湖南大学 2013
[4]型材拉弯的智能化控制工艺理论研究[D]. 钱志平.燕山大学 2009
硕士论文
[1]基于等效静态载荷方法的高速轻载机器人结构优化设计[D]. 黄宇涵.广东工业大学 2016
[2]AM60/6061、AM60/A390液固复合工艺与界面组织性能的研究[D]. 马立坤.合肥工业大学 2015
[3]高速列车用6N01铝合金弯曲行为研究[D]. 陈灿龙.南京理工大学 2015
[4]型材拉弯成形仿真及精度控制研究[D]. 卢睿.吉林大学 2014
[5]碳纤维轿车保险杠横梁的设计[D]. 吴琼.武汉理工大学 2014
[6]铝合金车门外板冲压成形工艺设计与工艺参数稳健优化[D]. 胡蕾.湖南大学 2014
[7]非对称截面型材拉弯成形数值模拟研究[D]. 郝涛涛.南京航空航天大学 2014
[8]基于近似模型的车架不确定性多目标优化[D]. 谢锋.湖南大学 2013
[9]型材拉弯弹复规律数值模拟与实验研究[D]. 杨继云.燕山大学 2012
[10]车身用复杂铝合金型材弯曲成形工艺及回弹控制研究[D]. 刘志文.湖南大学 2012
本文编号：3486143
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