铝合金车身覆盖件全工序成形模拟与精度控制
发布时间：2021-11-14 08:13
轻量化材料的应用是汽车产业实现节能减排的重要途径,铝合金凭借优异的性能成为主要的轻量化材料之一。然而,由于铝合金板材室温延伸率低、弹性模量小,其车身覆盖件成形困难、易破裂,且回弹大、精度低,这限制了铝合金板材在汽车产业的广泛应用。本文以铝合金胀形和弯曲回弹规律研究为切入点,研究了铝合金卡车驾驶室顶棚的全工序成形模拟和精度控制,主要内容如下:（1）基于单向拉伸试验、各向异性试验和成形极限试验,研究了6061-T6铝合金的材料力学性能,通过比较不同屈服模型及成形极限模型确定了铝合金采用Barlat89屈服准则和拟合成形极限曲线,为后续有限元仿真奠定了基础。（2）通过有限元仿真与试验相结合的方法,研究了6061-T6铝合金胀形回弹与弯曲回弹规律。从回弹前后应力应变状态和弹性应变能角度揭示了板料宽度和凸模下行位移对胀形回弹、弯曲回弹的影响规律。比较发现,两者虽变形方式不同,但回弹的发生均由于弹性应变能的释放,且回弹量与之呈正相关。（3）以卡车驾驶室顶棚为例,采用数值模拟方法对不同规格的钢质顶棚和铝合金顶棚进行刚度分析,对标钢质顶棚,为保证顶棚有更高的安全裕度,确定了铝合金顶棚的厚度为1.5mm...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
012-2017全球汽车产量走势[1]
对乘员的保护性提高。另外，汽车质量减小，还会缩提高制动减速度，从而改善制动性，提高汽车主动安全性。现汽车轻量化技术主要有三种方法：采用轻质材料、结构优化设制造工艺与设备，而使用轻量化材料由于减重效果明显而受到关材料主要有高强钢、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料等。铝合金小、比强度高、碰撞吸能性好以及优良的导电性、导热性、耐腐率高等特点成为目前轻量化技术解决方案中的首选材料。铝合金 1/3，其碰撞能吸收能力却大约是钢的 2 倍[4]。典型零件使用铝合 30%至 40%，二次减重则可提高至 50%[5]。用铝合金代替铸铁、低钢，每千克铝合金能够减少排放 13~20kg 温室气体[6]。同时，铝合材料，在汽车中使用铝合金所节约的能量是生产该零件所用原铝至 12 倍[7]。
方法过力学性能试验获得 6061-T6 铝合金力学性能参数值极限模型，确定适用于 6061-T6 铝合金的屈服模型于 DYNAFORM 软件建立胀形及弯曲回弹模型，研究规律并进行试验验证。分别通过分析指定路径应力、示各因素对回弹影响机制。过 HYPERMESH 软件对顶棚进行网格划分，将划分完件，研究不同规格铝合金顶棚和钢质顶棚的刚度性能于 DYNAFORM 软件建立顶棚全工序仿真模型，通过翻边冲孔工序工艺参数进行优化。基于 MATLAB 软传递模型并进行回弹补偿。术路线图如图 1-3 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车用5754铝合金板成形极限的理论预测与实验研究[J]. 胡静远,王孟君,唐建国. 热加工工艺. 2017(17)
[2]6061铝合金的动态拉伸性能及其本构模型[J]. 刘军,杨黎明,谢书港,吴昊,张赛,黄亚烽,程国阳,孟宪明. 机械工程材料. 2017(03)
[3]某商务车车身顶盖的冲压开发分析[J]. 宁翔,张鑫. 科技经济导刊. 2017(08)
[4]汽车覆盖件用铝板成形特性及应用[J]. 吴琼兴. 模具工业. 2017(01)
[5]铝合金发动机罩外板冲压工艺技术研究[J]. 董家玲,闫巍,徐勇. 汽车工艺与材料. 2016(11)
[6]基于应力成形极限图的6061铝合金成形特征（英文）[J]. R.SAFDARIAN. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(09)
[7]白车身顶盖雪载试验方法[J]. 迟玉华,杨大芝. 汽车实用技术. 2016(02)
[8]基于延性损伤和剪切损伤的铝合金成形极限预测[J]. 张学广,刘纯国,郑愿,江仲海,李湘吉. 吉林大学学报(工学版). 2016(05)
[9]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)
[10]基于灰色关联的铝合金板拉深成形扭曲回弹工艺参数优化[J]. 谢延敏,田银,孙新强,何育军. 锻压技术. 2015(03)
硕士论文
[1]基于变压边力—变冲压速度的铝合金成形研究[D]. 吴浩.江苏大学 2017
[2]汽车铝合金覆盖件冲压成型工艺设计[D]. 彭志明.湖南大学 2016
[3]板料成形极限理论预测与应用[D]. 朱巍峰.燕山大学 2016
[4]铝合金板料成形极限预测及数值模拟研究[D]. 江仲海.吉林大学 2015
[5]汽车铝合金覆盖件冲压成形数值模拟研究[D]. 兰博.吉林大学 2015
本文编号：3494283
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
012-2017全球汽车产量走势[1]
对乘员的保护性提高。另外，汽车质量减小，还会缩提高制动减速度，从而改善制动性，提高汽车主动安全性。现汽车轻量化技术主要有三种方法：采用轻质材料、结构优化设制造工艺与设备，而使用轻量化材料由于减重效果明显而受到关材料主要有高强钢、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料等。铝合金小、比强度高、碰撞吸能性好以及优良的导电性、导热性、耐腐率高等特点成为目前轻量化技术解决方案中的首选材料。铝合金 1/3，其碰撞能吸收能力却大约是钢的 2 倍[4]。典型零件使用铝合 30%至 40%，二次减重则可提高至 50%[5]。用铝合金代替铸铁、低钢，每千克铝合金能够减少排放 13~20kg 温室气体[6]。同时，铝合材料，在汽车中使用铝合金所节约的能量是生产该零件所用原铝至 12 倍[7]。
方法过力学性能试验获得 6061-T6 铝合金力学性能参数值极限模型，确定适用于 6061-T6 铝合金的屈服模型于 DYNAFORM 软件建立胀形及弯曲回弹模型，研究规律并进行试验验证。分别通过分析指定路径应力、示各因素对回弹影响机制。过 HYPERMESH 软件对顶棚进行网格划分，将划分完件，研究不同规格铝合金顶棚和钢质顶棚的刚度性能于 DYNAFORM 软件建立顶棚全工序仿真模型，通过翻边冲孔工序工艺参数进行优化。基于 MATLAB 软传递模型并进行回弹补偿。术路线图如图 1-3 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车用5754铝合金板成形极限的理论预测与实验研究[J]. 胡静远,王孟君,唐建国. 热加工工艺. 2017(17)
[2]6061铝合金的动态拉伸性能及其本构模型[J]. 刘军,杨黎明,谢书港,吴昊,张赛,黄亚烽,程国阳,孟宪明. 机械工程材料. 2017(03)
[3]某商务车车身顶盖的冲压开发分析[J]. 宁翔,张鑫. 科技经济导刊. 2017(08)
[4]汽车覆盖件用铝板成形特性及应用[J]. 吴琼兴. 模具工业. 2017(01)
[5]铝合金发动机罩外板冲压工艺技术研究[J]. 董家玲,闫巍,徐勇. 汽车工艺与材料. 2016(11)
[6]基于应力成形极限图的6061铝合金成形特征（英文）[J]. R.SAFDARIAN. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(09)
[7]白车身顶盖雪载试验方法[J]. 迟玉华,杨大芝. 汽车实用技术. 2016(02)
[8]基于延性损伤和剪切损伤的铝合金成形极限预测[J]. 张学广,刘纯国,郑愿,江仲海,李湘吉. 吉林大学学报(工学版). 2016(05)
[9]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)
[10]基于灰色关联的铝合金板拉深成形扭曲回弹工艺参数优化[J]. 谢延敏,田银,孙新强,何育军. 锻压技术. 2015(03)
硕士论文
[1]基于变压边力—变冲压速度的铝合金成形研究[D]. 吴浩.江苏大学 2017
[2]汽车铝合金覆盖件冲压成型工艺设计[D]. 彭志明.湖南大学 2016
[3]板料成形极限理论预测与应用[D]. 朱巍峰.燕山大学 2016
[4]铝合金板料成形极限预测及数值模拟研究[D]. 江仲海.吉林大学 2015
[5]汽车铝合金覆盖件冲压成形数值模拟研究[D]. 兰博.吉林大学 2015
本文编号：3494283
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