汽车车身板用6A16铝合金拉深成形性能的研究
发布时间：2021-11-02 07:12
随着全球变暖的影响日益严重,低能耗、低污染和高燃油经济性的汽车越来越受到广大消费者的关注,轻量化已成为世界汽车工业的发展主题。铝合金具有密度小、比强度高和比刚度高等优势,在汽车轻量化方面受到广泛关注。6xxx系铝合金具有良好的耐蚀性能、中等强度和较为优良的成形性能,本文以6A16铝合金为研究对象,采用ABAQUS软件进行板料拉深成形的模拟,通过对板材拉深过程各个部位的金属流动行为和微观组织演变的研究,分析其板材在成形过程中产生成形质量和微观组织差异的原因,确定不同时间室温停放后板材合理的拉深成形工艺,以指导汽车车身板典型覆盖件的冲压成形。论文的主要研究内容及结果如下:研究了 6A16-T4P态铝合金板材筒形件拉深成形工艺参数对拉深成形的影响。采用ABAQUS软件对6A16-T4P态铝合金板材拉深成形进行模拟,结果显示:筒形件的Mises应力和等效应变在筒壁顶部最大,筒壁顶部产生增厚,圆角处产生减薄;筒形件在与轧制方向呈0°、90°、180°和270°四个位置上形成制耳;拉深成形合适的成形速度为5mm/min～45mm/min,合适的摩擦系数为0.02～0.16;随着摩擦系数增大,合理的...
【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２我国近十年汽车车身用铝合金总产能??
?１绪论???９Ｃ＼?「?，??［＾３２０１５??８０?［］Ｔ１?［Ｓ３?２０２０??［ＥＱ２０２５??７０?１??６０??？??Ｊ５Ｖ＾??ｉ４０?ｎ??ｓ??芝３０?翁?ｐ?ｒ－Ｍ?ｉｍ??２〇?＾?＾?ｉ?＾??ｉｏ?１?｜?｜?｜?Ｉ??Ｊｆ；＾ｌｌｌ?＾＾１１１１?＾＾１１１?＾＾１１１?ｇ＾ｌｌｌ?Ｒ＾ｌｌｌ??Ｆｒｏｎｔ?Ｃｏｖｅｒ?Ｆｅｎｄｅｒ?Ｄｏｏｒ?Ｂａｃｋ?Ｃｏｖｅｒ?Ｒｏｏｆ?Ｂｏｄｙ??图１．３?２０１５？２０２５汽车车身用铝合金使用渗透率??１．３板料成形过程有限元模拟的发展??数值模拟方法有描述简单易于推广、应用广泛可重复性强、节约成本等优点得到??广大材料工作者的喜爱。随着有限元方法迅速发展，针对于金属材料成形方面数值模??拟己经有了长足的进步，其仿真技术也真正的走向了工业化应用。各具有先进技术的??汽车厂家也纷纷将数值模拟作为研发的先行条件。??在数值模拟中则以有限元法为主要的研宄方法，其应用也最为广泛。上世纪５０??年代才第一次出现“有限元”的概念［３６］。而直到Ｉ９６０年，波音公司技术员Ｒ．Ｗ．Ｃｌｏｕｇｈ??率领他的团队突破了传统的受力分析方法，首次引进单元分析概念，将连续体的机翼??离散为三角形面片的几何来进行应力分析，最终有效的解决了机翼物理变形分析的困??难［３７］。有限元就是将现实中复杂的情况假设为有限的离散的规则单元组，这些单元之??间通过节点相互连接，通过对离散体进行分析，并组合成一套函数组，再通过设置一??定的边界条件，将得到的表达式求解得到的结果就为问题的答案。这样就可以解决很??多实际工作需要解决但是理论分析却无法解决的复
业近３０家，??集合了优秀的人力物力资源。１９９０年，韩国的ＨｕｈＨｏｏｈ等人模拟了方盒形件的冲压??成形成形过程［３９，４Ｃ）］，这标志着研究的广度和深度都大大提高了，此时静力隐式积分的??加速收敛方法和静力显示积分以及动力显示积分在板材成形中的理论基础得以建立，??通过比较各种不同的本构关系，接触摩擦的算法，回弹的研究，模具表面的几何表示，??拉伸筋的模拟等等研宂方法层出不穷。板料成形模拟软件已经蓬勃发展，特别是??ＡＢＡＱＵＳ软件在多晶体变形的模拟上得到了多方的验姐４Ｍ７１。如图１．４和１．５为运用??ＡＢＡＱＵＳ来模拟深冲成形的过程。通过各种模拟软件可以或定性或定量的给出与变??形相关的位移、应力、应变、速度等变化量随空间和时间的分布和变化，已能更为准??确的进行板材冲压成形的模拟。??（ａ）?Ｐｕｎｃｈ?ｈｅａｄ?（ｂ）??＞—＜?／?Ｐｕｎｃｈ??／?＾?、?ｖ?？?Ｂｌａｎｋ?ｈｏｌｄｅｒ??ｃｏｒｎｅｒ?／Ｔ??Ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｃｏｔｔｋＡ?．?ｆ?＾?＾??Ｖ?Ｊ?＾?Ｂｌａｎｋ??■■■■?Ｉ??ＲｉＯｍｍ?Ｂｌａｎｋ?ｋ？ｌｄｃｒ??１．５ｎｗｎ??图１．４运用ＡＢＡＱＵＳ模拟深冲成形??（ａ）实验装配；（ｂ）模拟建模ＰＩ??６??
本文编号：3471576
【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２我国近十年汽车车身用铝合金总产能??
?１绪论???９Ｃ＼?「?，??［＾３２０１５??８０?［］Ｔ１?［Ｓ３?２０２０??［ＥＱ２０２５??７０?１??６０??？??Ｊ５Ｖ＾??ｉ４０?ｎ??ｓ??芝３０?翁?ｐ?ｒ－Ｍ?ｉｍ??２〇?＾?＾?ｉ?＾??ｉｏ?１?｜?｜?｜?Ｉ??Ｊｆ；＾ｌｌｌ?＾＾１１１１?＾＾１１１?＾＾１１１?ｇ＾ｌｌｌ?Ｒ＾ｌｌｌ??Ｆｒｏｎｔ?Ｃｏｖｅｒ?Ｆｅｎｄｅｒ?Ｄｏｏｒ?Ｂａｃｋ?Ｃｏｖｅｒ?Ｒｏｏｆ?Ｂｏｄｙ??图１．３?２０１５？２０２５汽车车身用铝合金使用渗透率??１．３板料成形过程有限元模拟的发展??数值模拟方法有描述简单易于推广、应用广泛可重复性强、节约成本等优点得到??广大材料工作者的喜爱。随着有限元方法迅速发展，针对于金属材料成形方面数值模??拟己经有了长足的进步，其仿真技术也真正的走向了工业化应用。各具有先进技术的??汽车厂家也纷纷将数值模拟作为研发的先行条件。??在数值模拟中则以有限元法为主要的研宄方法，其应用也最为广泛。上世纪５０??年代才第一次出现“有限元”的概念［３６］。而直到Ｉ９６０年，波音公司技术员Ｒ．Ｗ．Ｃｌｏｕｇｈ??率领他的团队突破了传统的受力分析方法，首次引进单元分析概念，将连续体的机翼??离散为三角形面片的几何来进行应力分析，最终有效的解决了机翼物理变形分析的困??难［３７］。有限元就是将现实中复杂的情况假设为有限的离散的规则单元组，这些单元之??间通过节点相互连接，通过对离散体进行分析，并组合成一套函数组，再通过设置一??定的边界条件，将得到的表达式求解得到的结果就为问题的答案。这样就可以解决很??多实际工作需要解决但是理论分析却无法解决的复
业近３０家，??集合了优秀的人力物力资源。１９９０年，韩国的ＨｕｈＨｏｏｈ等人模拟了方盒形件的冲压??成形成形过程［３９，４Ｃ）］，这标志着研究的广度和深度都大大提高了，此时静力隐式积分的??加速收敛方法和静力显示积分以及动力显示积分在板材成形中的理论基础得以建立，??通过比较各种不同的本构关系，接触摩擦的算法，回弹的研究，模具表面的几何表示，??拉伸筋的模拟等等研宂方法层出不穷。板料成形模拟软件已经蓬勃发展，特别是??ＡＢＡＱＵＳ软件在多晶体变形的模拟上得到了多方的验姐４Ｍ７１。如图１．４和１．５为运用??ＡＢＡＱＵＳ来模拟深冲成形的过程。通过各种模拟软件可以或定性或定量的给出与变??形相关的位移、应力、应变、速度等变化量随空间和时间的分布和变化，已能更为准??确的进行板材冲压成形的模拟。??（ａ）?Ｐｕｎｃｈ?ｈｅａｄ?（ｂ）??＞—＜?／?Ｐｕｎｃｈ??／?＾?、?ｖ?？?Ｂｌａｎｋ?ｈｏｌｄｅｒ??ｃｏｒｎｅｒ?／Ｔ??Ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｃｏｔｔｋＡ?．?ｆ?＾?＾??Ｖ?Ｊ?＾?Ｂｌａｎｋ??■■■■?Ｉ??ＲｉＯｍｍ?Ｂｌａｎｋ?ｋ？ｌｄｃｒ??１．５ｎｗｎ??图１．４运用ＡＢＡＱＵＳ模拟深冲成形??（ａ）实验装配；（ｂ）模拟建模ＰＩ??６??
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