本文關(guān)鍵詞：汽車鋁合金覆蓋件沖壓成形數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著環(huán)境污染，能源危機等問題日趨嚴重，汽車輕量化已成為當前和未來汽車技術(shù)發(fā)展的主要方向。鋁合金在汽車輕量化和提升碰撞安全性能等方面出色的表現(xiàn)，越來越受到世界各大汽車廠商的青睞。但由于晶體結(jié)構(gòu)上與鋼存在差異，鋁合金板的成形性能比普通鋼板較差，而汽車覆蓋件形狀復雜且尺寸輪廓大，導致汽車鋁合金覆蓋件在沖壓成形過程中更容易出現(xiàn)起皺、破裂、變形不足以及回彈等缺陷。這些問題增大了零件質(zhì)量控制以及模具設(shè)計的難度，嚴重制約了鋁合金材料在汽車覆蓋件上的應(yīng)用。因此，探索出適合車用鋁合金材料的沖壓成形及回彈規(guī)律來改善鋁合金覆蓋件的成形質(zhì)量，成為鋁合金材料在汽車行業(yè)廣泛使用的關(guān)鍵。 本文利用沖壓成形仿真軟件Pam-Stamp2G對鋁合金車門外板的沖壓成形進行了數(shù)值模擬和研究，并對零件成形中產(chǎn)生的缺陷及回彈問題提出控制措施，主要研究工作如下： （1）基于典型覆蓋件－雙曲率盒形件為研究對象，利用Pam-Stamp軟件通過有限元分析方法完成了成形過程以及回彈的數(shù)值模擬。分別研究了材料性能、工藝參數(shù)以及模具幾何參數(shù)對鋁合金覆蓋件成形及回彈的影響，結(jié)果顯示：在成形同樣形狀的零件時，鋁合金所需成形力要小于鋼板，但鋁合金成形性能不及鋼板，并且鋁合金零件的回彈量遠大于使用普通低碳鋼的沖壓制件，甚至比高強鋼沖壓件的回彈量還大。同時，增大摩擦系數(shù)有利于減小鋁合金覆蓋件回彈，但會降低零件表面的成形質(zhì)量；在保證零件不發(fā)生破裂等缺陷的情況下，增大壓邊力可有效控制板料流動，不僅能防止零件起皺，而且可以減小回彈；減小模具間隙有利于減小鋁合金覆蓋件回彈，但過小的模具間隙不利于沖壓成形，容易使板料減薄嚴重；減小模具圓角半徑有利于減小鋁合金覆蓋件回彈，其中減小凹模圓角半徑對回彈控制效果更加明顯。但凸凹模圓角太小會使模具磨損嚴重，導致零件質(zhì)量不穩(wěn)定。 （2）基于某車型鋁合金車門外板為研究對象，利用軟件對其沖壓成形過程進行數(shù)值模擬研究，根據(jù)零件特點及鋁合金材料特性建立車門外板有限元模型。根據(jù)初次拉延模擬結(jié)果，分析產(chǎn)生成形缺陷原因及解決措施，由于成形過程中未使用拉延筋，導致門板大部分區(qū)域變形不足，法蘭部分起皺嚴重。針對上述缺陷，在零件周圍布置拉延筋以增大進料阻力，變形不足區(qū)域大大減小，但法蘭角部仍有起皺現(xiàn)象，且零件局部區(qū)域出現(xiàn)新的缺陷－破裂。為此，增大壓邊力進一步改善零件變形不足現(xiàn)象；采用切角坯料抑制法蘭角部起皺趨勢；修改拉延模型，將工藝補充中余肉部位的過渡圓角R值適當放大以避免破裂缺陷。模擬結(jié)果驗證了該方案的可行性，鋁合金車門外板拉延件的成形缺陷基本消除。 （3）對拉延成形后的車門外板分別進行卸載回彈和切邊回彈模擬，結(jié)果表明：零件整體輪廓精度良好，，但局部邊緣部分回彈嚴重；針對制件的的形狀特點和實際生產(chǎn)加工情況，通過優(yōu)化工藝參數(shù)及修改工藝補充面對其進行回彈控制。 最后經(jīng)過試驗驗證，在優(yōu)化成形方案下生產(chǎn)出的制件符合產(chǎn)品設(shè)計要求，表明通過有限元數(shù)值模擬技術(shù)能夠有效預(yù)測并控制鋁合金覆蓋件成形缺陷及回彈，從而提高產(chǎn)品設(shè)計效率和成形質(zhì)量。為企業(yè)開發(fā)鋁合金汽車覆蓋件制定科學合理的的沖壓工藝及模具設(shè)計提供必要的信息與技術(shù)支持。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金 數(shù)值模擬 沖壓成形 回彈 車門外板
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG386
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-26
• 1.1 引言14-15
• 1.2 輕量化車用鋁合金分類與基本特性15-18
• 1.3 板料成形數(shù)值模擬與回彈控制研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3.1 板料成形數(shù)值模擬技術(shù)研究進展18-19
• 1.3.2 板料沖壓成形回彈研究進展19-20
• 1.4 汽車覆蓋件成形缺陷分析20-24
• 1.4.1 起皺21
• 1.4.2 拉裂21-22
• 1.4.3 回彈22-23
• 1.4.4 成形質(zhì)量評價方法23-24
• 1.5 本文選題意義及研究內(nèi)容24-26
• 1.5.1 本文的研究意義24
• 1.5.2 本文的研究內(nèi)容24-26
• 第2章 板料沖壓成形有限元理論26-38
• 2.1 引言26
• 2.2 材料的彈塑性本構(gòu)模型26-31
• 2.2.1 材料的屈服準則26-28
• 2.2.2 材料的硬化準則28-30
• 2.2.3 塑性流動法則30-31
• 2.2.4 應(yīng)力加載與卸載法則31
• 2.3 接觸算法31-33
• 2.3.1 罰函數(shù)接觸算法32
• 2.3.2 拉格朗日算法32
• 2.3.3 非線性罰函數(shù)接觸算法32-33
• 2.4 單元模型33-34
• 2.4.1 薄膜單元33
• 2.4.2 實體單元33
• 2.4.3 殼單元33-34
• 2.5 板料成形過程中的有限元積分算法34-36
• 2.5.1 動態(tài)顯式分析方法34-35
• 2.5.2 靜態(tài)隱式分析方法35-36
• 2.6 本章小結(jié)36-38
• 第3章 鋁合金覆蓋件成形性能及回彈影響因素研究38-64
• 3.1 引言38
• 3.2 有限元模型的建立38-41
• 3.2.1 雙曲率盒形件成形特點分析38-40
• 3.2.2 模具幾何尺寸40
• 3.2.3 有限元分析模型40-41
• 3.3 材料性能的影響41-46
• 3.3.1 材料性能對覆蓋件成形的影響42-43
• 3.3.2 材料性能對回彈的影響43-46
• 3.4 工藝參數(shù)的影響46-56
• 3.4.1 摩擦系數(shù)的影響46-49
• 3.4.2 壓邊力的影響49-53
• 3.4.3 模具間隙的影響53-56
• 3.5 模具參數(shù)的影響56-63
• 3.5.1 凸模圓角半徑的影響56-60
• 3.5.2 凹模圓角半徑的影響60-63
• 3.6 本章小結(jié)63-64
• 第4章 基于車門外板的鋁合金覆蓋件沖壓成形數(shù)值模擬64-84
• 4.1 引言64
• 4.2 汽車覆蓋件成形特點及要求64-66
• 4.2.1 汽車覆蓋件成形特點64-65
• 4.2.2 汽車覆蓋件成形要求65-66
• 4.3 鋁合金車門外板拉延成形模擬66-75
• 4.3.1 門板材料及其力學性能67-69
• 4.3.2 車門外板有限元模型的建立69-74
• 4.3.3 確定成形工藝參數(shù)74-75
• 4.4 門板拉深成形模擬結(jié)果分析75-83
• 4.4.1 重力模擬75-76
• 4.4.2 無拉延筋情況下的模擬76-77
• 4.4.3 加載拉延筋情況下的模擬77-83
• 4.5 本章小結(jié)83-84
• 第5章 鋁合金車門外板回彈模擬與控制84-98
• 5.1 引言84
• 5.2 車門外板的回彈模擬分析84-92
• 5.2.1 回彈模型84-85
• 5.2.2 模擬結(jié)果分析85-92
• 5.3 車門外板的回彈控制92-96
• 5.3.1 覆蓋件回彈控制方法92-93
• 5.3.2 車門外板的回彈控制模擬及分析93-96
• 5.4 試驗及結(jié)果分析96-97
• 5.5 本章小結(jié)97-98
• 結(jié)論98-100
• 參考文獻100-105
• 致謝105

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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本文編號：389584