擺臂作為汽車簧下質(zhì)量,其質(zhì)量的減輕能顯著提高人們的駕乘舒適性和操控穩(wěn)定性。但擺臂在進行輕量化設計時,其強度、剛度等參數(shù)可能會降低。同時,擺臂的生產(chǎn)工藝也直接關(guān)系著擺臂的性能和使用壽命,這嚴重威脅著汽車的操控性和安全性。針對此問題,本文基于汽車懸架擺臂樣件,開展了擺臂拓撲優(yōu)化與成型過程模擬仿真方面的研究,主要內(nèi)容如下:1)根據(jù)所提出的輕量化要求,對擺臂模型進行Opti Struct拓撲優(yōu)化研究。將優(yōu)化結(jié)果和實際設計經(jīng)驗相結(jié)合,確定出最終擺臂模型,最后通過有限元方法驗證了該模型滿足強度、剛度等參數(shù)要求。2)通過對擺臂幾何結(jié)構(gòu)特點的分析,選擇并制定了鋁合金擺臂鍛造生產(chǎn)工藝方案:原始坯料→坯料中頻爐加熱→輥鍛備坯→壓扁整形制坯→精鍛成形→沖裁切邊。3)依據(jù)模具設計理論和工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗,對輥鍛模具、壓扁整形模具進行創(chuàng)新設計,并對沖壓模具進行了改進設計。4)運用有限元軟件對擺臂成型過程進行了仿真模擬,建立了擺臂鍛造工藝過程的有限元模型,根據(jù)仿真結(jié)果分析了金屬坯料鍛造過程的速度場,應力應變場,重疊角度以及最小間距等。研究結(jié)果表明:模擬鍛件不會出現(xiàn)疊料、缺料不足及裂紋等缺陷。5)通過實際工業(yè)鍛造生產(chǎn)及擺... 

【文章來源】：安徽工程大學安徽省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題(行業(yè))背景及研究意義
    1.2 拓撲優(yōu)化與成型仿真研究現(xiàn)狀
        1.2.1 拓撲優(yōu)化技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 成型仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 擺臂材料選取與拓撲優(yōu)化研究
    2.1 擺臂材料選取及軟件概述
        2.1.1 汽車擺臂材料選取
        2.1.2 有限元軟件概述
    2.2 結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化的數(shù)學模型
        2.2.1 設計收斂準則及停止條件
        2.2.2 結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化求解的理論方法
    2.3 擺臂優(yōu)化有限元模型建立
        2.3.1 擺臂模型導入及前處理設置
        2.3.2 擺臂拓撲優(yōu)化分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 擺臂改進分析與生產(chǎn)工藝方案確定
    3.1 擺臂模型的改進及分析
        3.1.1 擺臂優(yōu)化模型改進
        3.1.2 擺臂強度分析及驗證
    3.2 擺臂工藝方案的制定
        3.2.1 鋁合金鑄造工藝方案
        3.2.2 鋁合金鍛造工藝方案
        3.2.3 擺臂最終工藝方案的確定
    3.3 擺臂結(jié)構(gòu)特點分析及基本尺寸確定
        3.3.1 擺臂毛坯結(jié)構(gòu)特點分析
        3.3.2 終輥件尺寸的確定
        3.3.3 輥鍛道數(shù)及槽型確定
    3.4 本章小結(jié)
第4章 鍛造模具設計與有限元模型建立
    4.1 輥鍛模具設計
        4.1.1 輥鍛模具材料選擇
        4.1.2 輥槽尺寸設計
        4.1.3 輥鍛工藝有限元模擬仿真
    4.2 壓扁、整形模具設計與修改
        4.2.1 模具材料選擇
        4.2.2 壓扁、整形模具尺寸設計及改進
        4.2.3 壓扁、整形工藝有限元模擬仿真
        4.2.4 壓彎、整形模具優(yōu)化改進
    4.3 沖壓模具模型改進
        4.3.1 沖壓模具材料選擇
        4.3.2 沖壓模具改進
        4.3.3 沖壓工藝有限元模擬仿真
        4.3.4 鍛件實際沖裁與后續(xù)機械加工
    4.4 本章小結(jié)
第5章 鋁合金擺臂成型模擬分析及相關(guān)實驗
    5.1 輥鍛制坯仿真分析
        5.1.1 輥坯截面速度場分析
        5.1.2 輥坯應力應變場分析
        5.1.3 輥鍛過程扭矩分析
    5.2 壓扁、整形工序仿真分析
        5.2.1 壓扁及整形速度場分析
        5.2.2 壓扁及整形應力應變分析
        5.2.3 壓扁及整形載荷分析
    5.3 開式模鍛仿真分析
        5.3.1 鍛件速度場分析
        5.3.2 鍛件重疊角度及最小間距分析
        5.3.3 鍛件應力及應變分析
    5.4 鋁合金擺臂相關(guān)實驗
        5.4.1 擺臂型材拉伸試驗
        5.4.2 襯套壓脫力試驗
        5.4.3 擺臂低倍組織試驗
        5.4.4 擺臂尺寸檢測實驗
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3174679