本文關鍵詞：溫熱沖壓成形條件下鋁合金FLD影響因素及應用研究

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【摘要】：近些年，國內汽車產銷量和保有量的持續(xù)增加，能源和污染等問題日益嚴重。汽車輕量化可以實現(xiàn)節(jié)能減排，是解決能源和污染問題的有效的措施之一。隨著汽車輕量化的提出，對于輕量化材料的研究成為近幾年熱門課題。鋁合金因其具有一系列優(yōu)良性能已經成為最理想的汽車輕量化材料之一。但是，鋁合金室溫下成形性能較差，無法通過冷成形工藝加工形狀復雜的構件，采用溫熱成形工藝可以很好的解決鋁合金室溫條件下成形性能較差的問題。 成形極限圖（Forming Limit Diagram，簡稱FLD），在分析板料沖壓成形的破裂和仿真模擬時經常使用，是板料可成形性CAE分析的重要判斷標準之一。在溫熱成形條件下，鋁合金板料在沖壓過程中需要溫熱成形條件下的FLD來判斷板料的成形性能。但是國內外對于溫熱成形條件下FLD的研究相對較少。同時，由于受到實驗溫度和實驗條件的限制，在溫熱成形條件下很難獲得標準中規(guī)定的準確的FLD，導致實驗數據與理論數據之間存在誤差。因此溫熱成形條件下FLD影響因素的研究對于準確FLD的獲得及應用具有重要意義。 本文首先在溫熱成形條件下5754鋁合金FLD實驗及實驗數據基礎上，建立5754鋁合金FLD實驗的有限元模型，，將仿真數據與實驗數據進行對比驗證模型的準確性。其中重點在于5754鋁合金材料模型的選擇以及FLD實驗中三種拉延筋有限元模型的對比和選擇，并選用等效拉延筋模型進行有限元仿真模擬。 隨后，應用準確的有限元模型進行一系列仿真模擬，分析溫熱成形條件下FLD實驗影響因素對FLD準確性的影響并量化實驗誤差。其中重點分析FLD實驗的幾何尺寸和摩擦系數這兩個影響因素對FLD五方面的影響，包括對FLD實驗整體、平面應變狀態(tài)、雙軸拉伸應變狀態(tài)、單軸拉伸應變狀態(tài)以及試樣斷裂位置的影響。研究所得結論對溫熱成形條件下鋁合金成形性的判斷提供更準確的判斷標準，是鋁合金在車身上大量應用的基礎。 最后，在溫熱成形條件下，應用修正實驗誤差的FLD作為仿真分析的判斷標準，對5754鋁合金車門外板的沖壓成形性進行分析。經過分析可知：1）添加拉延筋可以改善成形過程中出現(xiàn)的起皺等缺陷，是改善板料成形質量的有效方法；2）在適當范圍內增大虛擬沖壓速度可以提高計算效率，并且仿真模擬的準確性不受虛擬沖壓速度增大的影響。
【關鍵詞】：成形極限圖（FLD） 溫熱沖壓成形 鋁合金 誤差分析 有限元仿真分析
【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】：TG306
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 課題背景11-12
• 1.2 鋁合金在汽車車身輕量化方面的應用及發(fā)展12-14
• 1.2.1 鋁合金簡介12-13
• 1.2.2 鋁合金在車身輕量化方面的應用及發(fā)展13-14
• 1.3 成形極限圖14-22
• 1.3.1 成形極限圖簡介14-16
• 1.3.2 成形極限圖的獲得16-18
• 1.3.3 成形極限圖的研究進展18-21
• 1.3.4 溫熱成形條件下的成形極限圖21-22
• 1.4 本文的主要研究內容22-23
• 第2章 溫熱成形條件下 FLD 實驗有限元模型的建立23-45
• 2.1 溫熱成形條件下 5754 鋁合金 FLD 實驗23-25
• 2.1.1 實驗所用試樣材料以及試樣尺寸23-24
• 2.1.2 實驗過程以及實驗結果24-25
• 2.1.3 實驗結果分析25
• 2.2 溫熱成形條件下 5754 鋁合金 FLD 實驗有限元模型的建立25-43
• 2.2.1 5754 鋁合金材料模型的選擇25-29
• 2.2.2 FLD 實驗中拉延筋有限元模型的對比和選擇29-43
• 2.3 本章小結43-45
• 第3章 溫熱成形條件下 FLD 實驗影響因素分析及誤差量化45-57
• 3.1 溫熱成形條件下有限元仿真內容介紹45
• 3.2 影響因素對 FLD 影響的分析及誤差的量化45-55
• 3.2.1 影響因素對 FLD 整體的影響46-47
• 3.2.2 影響因素對平面應變狀態(tài)的影響47-48
• 3.2.3 影響因素對雙軸拉伸應變狀態(tài)的影響48-49
• 3.2.4 影響因素對單軸拉伸應變狀態(tài)的影響49-53
• 3.2.5 影響因素對斷裂位置的影響53-55
• 3.3 本章小結55-57
• 第4章 溫熱成形條件下鋁合金 FLD 車身應用分析57-69
• 4.1 溫熱成形條件下準確的鋁合金 FLD57-59
• 4.2 車門外板沖壓成形有限元仿真模擬59-63
• 4.2.1 幾何模型的建立59-61
• 4.2.2 接觸和邊界條件的設置61
• 4.2.3 仿真結果及分析61-63
• 4.3 車門外板沖壓成形 FLD 應用分析63-68
• 4.3.1 拉延筋對成形質量的影響63-65
• 4.3.2 虛擬沖壓速度對仿真準確性的影響65-68
• 4.4 本章小結68-69
• 第5章 總結和展望69-71
• 5.1 總結69
• 5.2 展望69-71
• 參考文獻71-77
• 作者簡介及科研成果77-78
• 致謝78

【參考文獻】

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本文編號：679860