本文關鍵詞：高強鋼鋼圈輪輻成形的數(shù)值模擬與工藝參數(shù)優(yōu)化

  更多相關文章： 高強鋼輪輻 板料沖壓成形 DYNAFORM 數(shù)值模擬 參數(shù)優(yōu)化

【摘要】：車輪是汽車的關鍵部件之一,它對汽車的安全性、行駛的平穩(wěn)性有著極其重要的影響。車輪生產(chǎn)質量的好壞,主要取決于車輪的制造工藝及其工藝參數(shù)是否合理。傳統(tǒng)的車輪制造工藝主要采用的是“試錯法”,該方法不僅增加了設計的成本,而且對設計人員的經(jīng)驗依賴性較強。本文以高強鋼鋼圈輪輻為研究對象,利用板料成形CAE技術對其拉深成形過程進行有限元數(shù)值模擬;同時,利用數(shù)值模擬的方法對影響輪輻沖壓成形的工藝參數(shù)進行優(yōu)化。首先,按照國家標準GB/T 228-2002對輪輻所用材料RCL540進行單向拉伸試驗,獲得板料成形數(shù)值模擬所需的材料性能參數(shù);并通過一定的轉化關系將試驗獲得的材料拉力與位移曲線,轉換為研究所需要的真實應力與真實應變曲線。其次,通過對輪輻結構和工藝特點的分析,確定了輪輻的沖壓成型工藝方案;分析工藝參數(shù)對板料沖壓成形的影響,并按照經(jīng)驗公式確定工藝參數(shù)的經(jīng)驗值;確定了輪輻成型的沖壓類型及其模具結構,并利用UG軟件建立了輪輻初拉深成形時凹模的幾何模型。然后,利用DYNAFORM前處理中的BSE模塊,建立輪輻的材料模型,并對輪輻進行坯料反求,獲得了合理的毛坯輪廓尺寸;按照板料成形數(shù)值模擬的流程,建立輪輻沖壓成形過程關鍵工序——初拉深成形與反拉深與中心孔翻邊的有限元數(shù)值模型;并以此為基礎,在不考慮各工藝參數(shù)交互作用的前提下,通過分組數(shù)值模擬的方法對影響輪輻沖壓成形的工藝參數(shù)進行優(yōu)化。通過對輪輻成形的數(shù)值模擬,可實時、直觀地了解輪輻在成形過程中板料厚度及其應力與應變的變化;并預測輪輻成形時發(fā)生起皺與破裂的趨勢,為設計和制造人員制定合理的工藝路線、選擇合理的工藝參數(shù)和降低工藝設計成本,提供了有效的參考。利用數(shù)值模擬代替?zhèn)鹘y(tǒng)的試模法,通過對工藝參數(shù)分組模擬結果的分析,得到了一組合理的工藝參數(shù)。有限元數(shù)值模擬結果與實測輪輻厚度之間的誤差較小,說明了對輪輻的拉深成形過程進行數(shù)值模擬是可行的,同時也驗證了優(yōu)化后工藝參數(shù)的合理性。
【關鍵詞】：高強鋼輪輻 板料沖壓成形 DYNAFORM 數(shù)值模擬 參數(shù)優(yōu)化
【學位授予單位】：廣西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG386
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 高強鋼鋼圈輪輻數(shù)值模擬研究的背景和意義9-10
• 1.1.1 課題的研究背景9-10
• 1.1.2 課題的研究意義10
• 1.2 汽車輪轂及其制造工藝10-11
• 1.3 鋼制車輪的應用與發(fā)展趨勢11-13
• 1.3.1 鋼制車輪應用現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 高強度鋼在汽車工業(yè)中的應用12-13
• 1.4 板料沖壓成形數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀13
• 1.5 本文研究的主要內容13-14
• 1.6 本章小結14-15
• 第二章 板料成形數(shù)值模擬理論15-24
• 2.1 引言15
• 2.2 板料成形彈塑性有限元15-22
• 2.2.1 彈塑性有限元基本理論15-19
• 2.2.2 彈塑性有限元分析的基本步驟19-22
• 2.3 板料沖壓成形數(shù)值模擬的影響因素22-23
• 2.4 板料沖壓成形的缺陷分析23
• 2.5 本章小結23-24
• 第三章 板料的單向拉伸試驗24-34
• 3.1 引言24
• 3.2 影響材料成形性能的因素24-27
• 3.2.1 應變強化指數(shù)n24-25
• 3.2.2 塑性應變比r25-27
• 3.3 材料的單向拉伸試驗27-33
• 3.3.1 實驗過程27-29
• 3.3.2 繪制材料的真實應力與應變曲線29-33
• 3.4 本章小結33-34
• 第四章 輪輻沖壓成形過程有限元模型的建立34-50
• 4.1 引言34
• 4.2 鋼圈輪輻的結構特點與工藝分析34-41
• 4.2.1 輪輻的結構特點34-35
• 4.2.2 毛坯尺寸的確定35-38
• 4.2.3 輪輻成形工藝方案的確定38-40
• 4.2.4 壓邊力的確定40
• 4.2.5 沖壓成形模具結構設計40-41
• 4.3 輪輻拉深成形有限元模型的建立41-49
• 4.3.1 輪輻初拉深成形有限元模型的建立41-48
• 4.3.2 輪輻反拉深成形有限元模型的建立48-49
• 4.4 本章小結49-50
• 第五章 沖壓工藝參數(shù)的優(yōu)化與模擬結果分析50-61
• 5.1 引言50
• 5.2 輪輻成形質量的評價50-51
• 5.3 基于數(shù)值模擬的工藝參數(shù)的優(yōu)化51-54
• 5.3.1 凹模圓角半徑對沖壓質量的影響及其優(yōu)化51-52
• 5.3.2 模具間隙對沖壓質量的影響及其優(yōu)化52
• 5.3.3 壓邊力對沖壓質量的影響及其優(yōu)化52-53
• 5.3.4 摩擦系數(shù)對沖壓質量的影響及其優(yōu)化53-54
• 5.3.5 沖壓速度對沖壓質量的影響及其優(yōu)化54
• 5.4 輪輻拉深成形過程的數(shù)值模擬結果分析54-57
• 5.4.1 輪輻初拉深成形的數(shù)值模擬結果分析55-56
• 5.4.2 輪輻反拉深成形的數(shù)值模擬結果分析56-57
• 5.5 數(shù)值模擬結果的試驗驗證57-60
• 5.5.1 生產(chǎn)過程及設備57-58
• 5.5.2 數(shù)值模擬結果與實際結果的對比58-60
• 5.6 本章小結60-61
• 第六章 總結與展望61-63
• 6.1 總結61-62
• 6.2 展望62-63
• 參考文獻63-65
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文65-66
• 致謝66

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