某轿车扭力梁胀压成形仿真研究

发布时间：2017-10-01 15:14

  本文关键词：某轿车扭力梁胀压成形仿真研究

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【摘要】：扭力梁是A级和A0级乘用车中广泛应用的扭力梁式后悬架的核心部件,相对于传统的内高压成形工艺,采用胀压成形工艺成形扭力梁可以在保证扭力梁性能的前提下,降低成形所需的液体压力,从而降低生产设备的吨位要求和制造成本。胀压成形的成形参数匹配对成形质量有很大影响,因此对于扭力梁胀压成形工艺的研究是很有意义的。本文以某经济型轿车后悬架的扭力梁为研究对象,用数值模拟的方法对扭力梁的内高压成形和胀压成形工艺进行了研究。首先,对内高压成形扭力梁进行了成形模拟,发现内高压成形扭力梁存在成形压力高和贴模性差等问题。其次,建立了扭力梁胀压成形的有限元模型,对扭力梁的胀压成形过程进行了仿真,并且通过胀压成形和内高压成形结果的对比发现,采用胀压成形工艺可以在降低液体压力的同时提高扭力梁的成形质量。再次,使用单一变量的方法研究了管坯直径、内压加载方式、轴向进给量和摩擦系数等因素对胀压成形扭力梁成形质量的影响规律,确定了将加压时机、支撑压力和摩擦系数作为参数优化的变量时三个参数的取值范围。最后,采用均匀设计方法和响应面法利用MATLAB编制的拟合程序和寻优程序对胀压成形过程中影响成形质量的主要参数进行优化,从而达到降低成形压力提高成形质量的目的。本论文分析了扭力梁胀压成形过程中出现的缺陷,并且通过成形参数的优化提高了扭力梁壁厚分布的均匀性,同时将所需的最高压力降低到内高压成形的21%。
【关键词】：扭力梁 胀压成形 优化 数值模拟
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.33
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-16
• 1.2.1 扭力梁制造方法的国内外研究现状10-12
• 1.2.2 内高压成形技术研究现状12-14
• 1.2.3 胀压成形技术的研究现状14-16
• 1.4 本文研究的主要内容16-17
• 第2章 扭力梁内高压成形有限元模拟17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 内高压成形有限元仿真基础17-21
• 2.2.1 内高压成形应力应变分析17-19
• 2.2.2 有限元分析的计算过程19-20
• 2.2.3 DYNAFORM软件简介20-21
• 2.3 扭力梁内高压成形数值模拟21-26
• 2.3.1 研究对象21-23
• 2.3.2 工艺过程23
• 2.3.3 成形结果分析23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 扭力梁胀压成形模型的建立27-34
• 3.1 引言27
• 3.2 管坯选取和模具设计27-29
• 3.2.1 管坯选取27-28
• 3.2.2 模具设计28-29
• 3.3 单元选择和网格划分29-31
• 3.3.1 单元选择29-30
• 3.3.2 网格划分和边界约束30-31
• 3.4 材料定义31-32
• 3.5 接触和摩擦的处理32-33
• 3.6 本章小结33-34
• 第4章 扭力梁胀压成形数值模拟34-50
• 4.1 引言34
• 4.2 胀压成形数值模拟34-37
• 4.2.1 工艺过程34-35
• 4.2.2 仿真结果分析35-37
• 4.3 影响胀压成形扭力梁质量的因素探究37-49
• 4.3.1 加压时机37-40
• 4.3.2 支撑压力40-42
• 4.3.3 整形压力42-44
• 4.3.4 轴向进给44-46
• 4.3.5 摩擦系数46-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第5章 扭力梁胀压成形的成形参数优化50-60
• 5.1 引言50
• 5.2 优化方法概述50-54
• 5.2.1 优化设计基本思想与方法选择50
• 5.2.2 均匀试验设计50-52
• 5.2.3 响应面法52-54
• 5.3 胀压成形响应面模型的构建54-57
• 5.3.1 确定参数范围和试验方案54-55
• 5.3.2 响应面模型的构建和验证55-57
• 5.4 参数优化数学模型的建立和结果分析57-59
• 5.4.1 建立参数优化数学模型57
• 5.4.2 优化结果和结果分析57-59
• 5.5 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-65
• 致谢65

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本文编号：954160