鋁蒙皮件沖壓成形數(shù)值模擬及回彈補(bǔ)償?shù)难芯?/H1>

發(fā)布時間：2017-04-12 00:05

  本文關(guān)鍵詞：鋁蒙皮件沖壓成形數(shù)值模擬及回彈補(bǔ)償?shù)难芯?/strong>，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高速鐵路的快速發(fā)展實現(xiàn)了人們對長距離、長時間、連續(xù)高速運(yùn)行的需求,給人們的出行帶來很多便利。鋁合金由于其具有密度低、比強(qiáng)度和比剛度高、抗沖擊性和耐腐蝕好等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為部分地鐵列車和高速列車車體結(jié)構(gòu)的主要材料之一,除了CRH1動車組,國內(nèi)高速動車組都是以鋁合金為主要材料。鋁型材的廣泛使用成為推動高速動車組快速發(fā)展的好幫手。但受材料自身結(jié)構(gòu)限制,鋁合金件在沖壓成形過程中容易產(chǎn)生變形不足、起皺、拉裂、回彈大等缺陷,這些缺陷加大了對鋁合金零件的成形質(zhì)量控制以及模具設(shè)計的難度,制約了鋁合金件在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。因此,利用有限元數(shù)值模擬方法研究鋁合金件的沖壓成形過程,探索適合鋁合金材料的沖壓成形及回彈規(guī)律,對于改善鋁合金件的成形質(zhì)量以及進(jìn)行沖壓模具設(shè)計具有非常重要的意義。本文結(jié)合實際生產(chǎn)實例,以時速350 km的中國標(biāo)準(zhǔn)動車組的車身前端三維蒙皮件為研究對象,利用有限元技術(shù)對其進(jìn)行沖壓成形數(shù)值模擬分析,其結(jié)果用于指導(dǎo)實際生產(chǎn)過程。對于三維蒙皮件而言,由于其板料較厚且空間扭曲嚴(yán)重,導(dǎo)致零件成形后回彈大,輪廓尺寸精度差�；貜検敲善ぜa(chǎn)的難點(diǎn)問題,本文將從工藝控制和模具補(bǔ)償兩方面改善其回彈缺陷。首先,介紹有限元數(shù)值模擬相關(guān)理論,確定材料本構(gòu)關(guān)系、單元類型以及數(shù)值模擬算法等;基于產(chǎn)品特點(diǎn)以及相關(guān)理論,建立數(shù)值模擬分析的有限元模型。其次,分析了各成形參數(shù)對成形質(zhì)量及回彈的影響并得出規(guī)律,基于影響規(guī)律實現(xiàn)對蒙皮件成形工藝的優(yōu)化。分別研究了拉延筋、壓邊力、模具間隙、摩擦系數(shù)、凹模圓角對蒙皮件沖壓成形結(jié)果及回彈的影響。模擬結(jié)果表明:拉延筋對蒙皮件的成形結(jié)果影響較大,添加拉延筋可以增大材料流動阻力,保證板料各部分均得到充分拉延,蒙皮件整體成形性好;增大壓邊力有利于減小蒙皮件回彈,但是當(dāng)壓邊力過大時零件將產(chǎn)生拉裂缺陷;在保證零件不產(chǎn)生破裂等缺陷的情況下,模具間隙越小,卸載后蒙皮件的回彈量越小,但是過小的模具間隙容易使板料減薄嚴(yán)重;摩擦系數(shù)越大,蒙皮件回彈越小,但會降低零件表面的成形質(zhì)量;另外,較小的凹模圓角有利于控制蒙皮件的回彈,但凹模圓角太小會使模具磨損嚴(yán)重,降低模具使用壽命。最后,通過回彈補(bǔ)償對蒙皮件模具型面進(jìn)行修正,輸出最終修正后的模具型面用于實際模具設(shè)計制造。根據(jù)蒙皮件回彈結(jié)果在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)位置對模具進(jìn)行補(bǔ)償系數(shù)為1的型面修正,利用補(bǔ)償后的模具型面重新進(jìn)行回彈計算,最終得到了回彈量小于1mm的蒙皮件;輸出補(bǔ)償后的模具型面加工實際沖壓模具并進(jìn)行生產(chǎn)驗證,生產(chǎn)結(jié)果表明蒙皮件成形質(zhì)量好,輪廓精度滿足生產(chǎn)要求。為企業(yè)制定合理的鋁蒙皮件沖壓工藝及模具設(shè)計提供了重要的理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：鋁蒙皮件 沖壓成形 工藝參數(shù) 數(shù)值模擬 回彈 模具補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U270.6;TG386
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-27
• 1.1 引言13-14
• 1.2 動車組用鋁合金概述14-16
• 1.3 鋁合金板的成形工藝16-17
• 1.3.1 沖壓成形16
• 1.3.2 溫成形技術(shù)16-17
• 1.3.3 液壓成形技術(shù)17
• 1.3.4 新型車用鋁合金板成形技術(shù)17
• 1.4 板料沖壓成形缺陷分析17-22
• 1.4.1 起皺18
• 1.4.2 拉裂18-19
• 1.4.3 回彈19-20
• 1.4.4 缺陷預(yù)測技術(shù)20-22
• 1.5 板料沖壓成形及回彈控制研究現(xiàn)狀22-24
• 1.5.1 板料成形數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀22-23
• 1.5.2 回彈控制的研究現(xiàn)狀23-24
• 1.6 選題意義及主要研究內(nèi)容24-27
• 1.6.1 本文選題的意義24-25
• 1.6.2 本文的主要研究內(nèi)容25-27
• 第2章 沖壓成形的有限元仿真理論27-41
• 2.1 引言27
• 2.2 本構(gòu)關(guān)系27-34
• 2.2.1 本構(gòu)方程27-30
• 2.2.2 屈服準(zhǔn)則30-32
• 2.2.3 硬化準(zhǔn)則32-34
• 2.2.4 流動法則34
• 2.3 單元模型34-35
• 2.3.1 薄膜單元34-35
• 2.3.2 實體單元35
• 2.3.3 殼單元35
• 2.4 有限元分析中的接觸與摩擦問題35-37
• 2.4.1 接觸36
• 2.4.2 摩擦36-37
• 2.5 有限元理論37-39
• 2.5.1 靜態(tài)隱式算法37-38
• 2.5.2 一步成形法38-39
• 2.6 小結(jié)39-41
• 第3章 蒙皮件沖壓成形性數(shù)值模擬分析的前置處理41-57
• 3.1 引言41
• 3.2 蒙皮件產(chǎn)品特點(diǎn)及成形工藝方案41-45
• 3.2.1 蒙皮件產(chǎn)品特點(diǎn)42-43
• 3.2.2 蒙皮件成形難點(diǎn)43-44
• 3.2.3 成形工藝方案的確定44-45
• 3.3 蒙皮件的模面工程45-50
• 3.3.1 零件準(zhǔn)備45-46
• 3.3.2 確定沖壓方向46-47
• 3.3.3 壓料面設(shè)計47-48
• 3.3.4 創(chuàng)建工藝補(bǔ)充面48-49
• 3.3.5 毛坯尺寸的確定49-50
• 3.4 模擬前處理50-55
• 3.4.1 Al5083-H111材料力學(xué)性能50-53
• 3.4.2 網(wǎng)格劃分53-54
• 3.4.3 模具定位54
• 3.4.4 工序設(shè)置54-55
• 3.5 小結(jié)55-57
• 第4章 蒙皮件成形質(zhì)量及回彈影響因素研究57-85
• 4.1 引言57
• 4.2 蒙皮件初步成形數(shù)值模擬分析57-66
• 4.2.1 蒙皮件成形質(zhì)量及回彈評價標(biāo)準(zhǔn)57-59
• 4.2.2 無拉延筋時蒙皮件數(shù)值模擬結(jié)果分析59-62
• 4.2.3 有拉延筋時蒙皮件數(shù)值模擬結(jié)果分析62-66
• 4.3 壓邊力對蒙皮件成形質(zhì)量及回彈的影響66-70
• 4.3.1 壓邊力對成形質(zhì)量的影響66-69
• 4.3.2 壓邊力對回彈的影響69-70
• 4.4 模具間隙對蒙皮件成形質(zhì)量及回彈的影響70-74
• 4.4.1 模具間隙對成形質(zhì)量的影響70-73
• 4.4.2 模具間隙對回彈的影響73-74
• 4.5 摩擦系數(shù)對蒙皮件成形質(zhì)量及回彈的影響74-78
• 4.5.1 摩擦系數(shù)對成形質(zhì)量的影響74-77
• 4.5.2 摩擦系數(shù)對回彈的影響77-78
• 4.6 凹模圓角對蒙皮件成形質(zhì)量及回彈的影響78-82
• 4.6.1 凹模圓角對成形質(zhì)量的影響78-81
• 4.6.2 凹模圓角對回彈的影響81-82
• 4.7 小結(jié)82-85
• 第5章 基于數(shù)值模擬的模具型面回彈補(bǔ)償85-101
• 5.1 引言85
• 5.2 板料回彈理論及分析85-89
• 5.2.1 回彈機(jī)理85
• 5.2.2 板料成形及回彈的應(yīng)力分析85-88
• 5.2.3 回彈數(shù)值模擬方法88-89
• 5.3 模具型面補(bǔ)償原理89-92
• 5.4 基于模具型面補(bǔ)償?shù)拿善ぜ貜椏刂?/span>92-94
• 5.5 蒙皮件模具開發(fā)94-97
• 5.5.1 蒙皮件成形模具設(shè)計94-96
• 5.5.2 蒙皮件成形模具特點(diǎn)96-97
• 5.6 驗證97-99
• 5.7 小結(jié)99-101
• 第6章 結(jié)論101-103
• 參考文獻(xiàn)103-109
• 致謝109

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何廣忠;劉長青;;動車組鋁合金車體材料的發(fā)展與選型分析[J];焊接;2015年01期

2 ;中國鐵路總公司啟動中國標(biāo)準(zhǔn)動車組研制工作[J];中國鐵路;2014年09期

3 胡志超;李延平;常勇;王沁峰;李毅;;基于數(shù)值模擬的板料沖壓成形回彈補(bǔ)償方法[J];鍛壓技術(shù);2012年02期

4 王強(qiáng);;鋁合金車身覆蓋件回彈控制關(guān)鍵技術(shù)[J];科技傳播;2012年05期

5 張飛飛;陳R際，

本文編號：300252

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