本文關鍵詞：軌道車輛轉向架蓋板沖壓成形數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：軌道交通行業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè),軌道車輛的發(fā)展是制約城市軌道交通發(fā)展的主要因素。隨著現(xiàn)代交通事業(yè)的飛速發(fā)展和市場競爭的日益激烈,軌道車輛制造更加追求美觀舒適,對產(chǎn)品質量的要求更高,因此對車體構件沖壓成形質量和成形精度的要求也進一步提高。目前,改善其成形缺陷最有效措施是在實際生產(chǎn)前應用CAE軟件對板料沖壓成形過程進行數(shù)值仿真模擬,依據(jù)模擬結果預測其成形缺陷及模具設計缺陷,然后通過優(yōu)化成形工藝參數(shù)及修改模具的辦法控制缺陷的產(chǎn)生。數(shù)值模擬技術可以使開發(fā)新產(chǎn)品的工藝試驗次數(shù)大為減少,從而縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期,降低新產(chǎn)品的開發(fā)成本,是一項能夠給企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟效益的技術。本文以軌道車輛轉向架蓋板為研究對象,通過有限元模擬軟件ABAQUS,研究了蓋板在壓彎工藝和拉延工藝條件下的成形性能以及成形后的側彎和回彈等缺陷情況,并提出了優(yōu)化的拉延成形工藝和模具回彈補償方案,為實際生產(chǎn)出符合精度要求的蓋板零件提供理論基礎。首先,建立蓋板壓彎工藝有限元模型,模擬研究了蓋板壓彎成形性能及成形后的側彎和回彈情況。結果表明,蓋板壓彎成形后的主要缺陷為回彈量較大,調整摩擦系數(shù)和模具間隙等工藝參數(shù)并不能有效減少回彈,成形后的零件也存在一定的側彎量。其次,提出增加壓邊的轉向架蓋板拉延成形工藝。模擬研究結果表明,對于板料較厚的大型蓋板構件,采用拉延成形工藝能夠有效降低成形后的回彈缺陷,提高成形精度。研究了壓邊力、摩擦系數(shù)、模具間隙等工藝參數(shù)以及凸模圓角半徑等模具參數(shù)對蓋板成形性能以及回彈的影響規(guī)律。增大壓邊力能夠有效降低回彈量,但當壓邊力增大到一定程度后變化趨勢趨于平穩(wěn);摩擦系數(shù)越大,回彈越小,但摩擦系數(shù)太大會影響成形件的表面質量;回彈量隨模具間隙的增大而增加,因此必須選擇較小且合適的模具間隙控制回彈。在保證成形質量的前提下,選擇較小的凸模圓角半徑有利于減小回彈。利用正交試驗法優(yōu)化出蓋板拉延成形工藝方案為:凸模圓角半徑為150mm,模具間隙1.05t,摩擦系數(shù)0.05,壓邊力為2000KN。采用優(yōu)化后的成形工藝方案,蓋板成形后最大回彈量為19.67mm,拉延成形后零件質量較好,沒有拉裂或者起皺等缺陷。為進一步減小回彈提高成形精度,研究提出了凹模增加頂板、對頂板施加背壓力、凸模逆向彎曲以及凹模兩翼型面進行修正的方式對回彈進行有效控制,并在模具兩側加擋板降低側彎量,使生產(chǎn)出的零件符合成形精度要求。
【關鍵詞】：轉向架蓋板 數(shù)值模擬 沖壓成形 回彈 側彎
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U270.6;TG386
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 引言12
• 1.2 軌道車輛用耐候鋼研究狀況12-14
• 1.2.1 國外耐候鋼研究狀況12-13
• 1.2.2 國內耐候鋼研究狀況13-14
• 1.3 沖壓成形常見缺陷分析14-16
• 1.3.1 拉裂14
• 1.3.2 回彈14-16
• 1.4 板料沖壓成形數(shù)值模擬與回彈控制研究16-19
• 1.4.1 板料沖壓成形數(shù)值模擬技術研究進展16-17
• 1.4.2 板料沖壓成形回彈控制研究17-19
• 1.5 本文的研究意義和主要研究內容19-22
• 1.5.1 本文的研究意義19-20
• 1.5.2 本文主要研究內容20-22
• 第2章 板料沖壓成形有限元模擬基本理論22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 屈服準則22-24
• 2.3 單元理論24-25
• 2.3.1 薄膜單元24
• 2.3.2 實體單元24
• 2.3.3 殼體單元24-25
• 2.4 強化模型25-26
• 2.4.1 等向強化模型25
• 2.4.2 隨動強化模型25-26
• 2.4.3 混合強化模型26
• 2.5 中厚板彎曲成形理論26-29
• 2.5.1 板料彎曲基本理論26-27
• 2.5.2 板料彎曲過程中的應力狀態(tài)27-29
• 2.5.3 中性層理論29
• 2.6 板料成形過程中的有限元積分算法29-31
• 2.6.1 動態(tài)顯式分析方法29-30
• 2.6.2 靜態(tài)隱式積分算法30-31
• 2.6.3 混合模擬算法31
• 2.7 本章小結31-32
• 第3章 轉向架蓋板壓彎成形數(shù)值模擬研究32-44
• 3.1 引言32
• 3.2 單向拉伸試驗32-34
• 3.3 蓋板壓彎成形有限元模型的建立34-37
• 3.3.1 建立幾何模型34-35
• 3.3.2 模型的裝配35-36
• 3.3.3 材料模型36
• 3.3.4 網(wǎng)格模型36-37
• 3.4 蓋板壓彎成形數(shù)值模擬研究37-43
• 3.4.1 蓋板壓彎成形性研究37-39
• 3.4.2 蓋板壓彎成形缺陷研究39-42
• 3.4.3 蓋板壓彎成形回彈影響因素研究42-43
• 3.5 小結43-44
• 第4章 蓋板拉延成形數(shù)值模擬研究44-66
• 4.1 引言44
• 4.2 蓋板拉延成形有限元模型的建立44-45
• 4.3 蓋板拉延成形模擬結果45-47
• 4.3.1 蓋板拉延成形性研究45-46
• 4.3.2 蓋板拉延成形缺陷研究46-47
• 4.4 工藝參數(shù)對蓋板成形性能及回彈影響研究47-57
• 4.4.1 壓邊力的影響47-51
• 4.4.2 摩擦系數(shù)的影響51-54
• 4.4.3 模具間隙的影響54-57
• 4.5 凸模圓角半徑對蓋板成形性能及回彈影響研究57-61
• 4.5.1 凸模圓角半徑對蓋板成形的影響57-60
• 4.5.2 凸模圓角半徑對回彈的影響60-61
• 4.6 工藝參數(shù)的優(yōu)化61-63
• 4.7 本章小結63-66
• 第5章 蓋板拉延成形缺陷控制研究66-76
• 5.1 引言66
• 5.2 蓋板拉延成形側彎缺陷的控制66-67
• 5.3 蓋板拉延成形回彈的控制67-75
• 5.3.1 采用帶頂板的凹�？刂苹貜�68
• 5.3.2 對頂板施加背壓力控制回彈68-70
• 5.3.3 凸模底部逆向彎曲對回彈的控制70-72
• 5.3.4 凹模兩翼型面修正72-75
• 5.4 小結75-76
• 第6章 結論76-78
• 參考文獻78-84
• 致謝84

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