本文關(guān)鍵詞：中厚板半橋殼鍛造過(guò)程數(shù)值模擬及成形工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：汽車(chē)橋殼作為汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的重要組成部件,支承汽車(chē)載重,固定左、右驅(qū)動(dòng)輪軸向位置并傳遞扭矩,其力學(xué)性能與制造質(zhì)量要求較高。然而,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,由于一步鍛壓成形對(duì)坯料形狀、成形溫度具有較高要求,若工藝、模具、坯料尺寸設(shè)計(jì)不合理,在中厚板半橋殼成形過(guò)程中,制件易出現(xiàn)變薄、折疊、充填不滿等問(wèn)題。因此,系統(tǒng)研究中厚板半橋殼成形過(guò)程金屬流動(dòng)規(guī)律對(duì)于合理設(shè)計(jì)工藝和坯料形狀具有十分重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。本文以中厚板半橋殼鍛造成形過(guò)程為研究對(duì)象,采用反向模擬法,確定了坯料的下料形狀及尺寸,基于DEFORM-3D建立了半橋殼成形有限元模型,并對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值模擬及分析,揭示了成形過(guò)程中金屬的流動(dòng)規(guī)律,分析了成形件的等效應(yīng)力、溫度分布規(guī)律及行程載荷曲線,得出了現(xiàn)階段半橋殼成形情況及主要成形缺陷。同時(shí)采用點(diǎn)追蹤方法,獲得了成形件在中心對(duì)稱(chēng)面處的減薄率分布規(guī)律,并揭示了影響成形件壁厚減薄率的機(jī)制。采用響應(yīng)曲面法設(shè)計(jì)CCD試驗(yàn),以降低橋殼側(cè)壁減薄率為優(yōu)化目標(biāo),選擇下模圓角半徑、鍛造速度、摩擦因子及鍛前坯料溫度為優(yōu)化工藝參數(shù),同時(shí)將上述工藝參數(shù)對(duì)半橋殼成形件溫度和等效應(yīng)力分布及模具最大載荷的影響作為篩選的約束條件構(gòu)建了響應(yīng)曲面模型,借助PB設(shè)計(jì)方法完成顯著因子的篩選,采用DEFORM數(shù)值模擬得到的CCD試驗(yàn)結(jié)果,建立了模型傳遞函數(shù),并通過(guò)規(guī)劃求解進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),進(jìn)而制定了中厚板半橋殼成形工藝優(yōu)化方案。優(yōu)化后,成形件壁厚減薄最嚴(yán)重部位減薄率降低了26.33%,優(yōu)化效果明顯。本文采用半橋殼成形過(guò)程的有限元數(shù)值模擬結(jié)果,基于插值法進(jìn)行了坯料與模具間的載荷映射,建立了模具應(yīng)力分析有限元模型,對(duì)成形終止階段的鍛造模具進(jìn)行了受力分析,模擬獲得了成形模具的應(yīng)力、溫度分布規(guī)律及上模最大載荷,同時(shí)揭示了摩擦因子對(duì)模具應(yīng)力場(chǎng)、溫度場(chǎng)及最大載荷的影響。
【關(guān)鍵詞】：半橋殼鍛造 數(shù)值模擬 響應(yīng)面 模具應(yīng)力
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG316
【目錄】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 緒論14-28
• 1.1 引言14
• 1.2 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼產(chǎn)品特點(diǎn)及制作工藝14-20
• 1.2.1 汽車(chē)橋殼產(chǎn)品特點(diǎn)及分類(lèi)14-16
• 1.2.2 汽車(chē)橋殼制作工藝16-20
• 1.3 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況與研究現(xiàn)狀20-25
• 1.3.1 疲勞壽命研究20-21
• 1.3.2 結(jié)構(gòu)及輕量化設(shè)計(jì)研究21-22
• 1.3.3 橋殼成形領(lǐng)域的研究22-25
• 1.3.3.1 橋殼成形數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀22-23
• 1.3.3.2 橋殼成形模具設(shè)計(jì)及優(yōu)化的研究現(xiàn)狀23-25
• 1.4 橋殼成形存在的問(wèn)題25-26
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容26-28
• 第二章 中厚板半橋殼鍛造工藝設(shè)計(jì)及成形規(guī)律研究28-46
• 2.1 引言28-29
• 2.2 基于DEFORM-3D的中厚板半橋殼鍛造模擬流程29
• 2.3 中厚板半橋殼成形過(guò)程數(shù)值模擬29-41
• 2.3.1 半橋殼坯料形狀及尺寸的確定29-31
• 2.3.2 基于DEFORM建立Q345材料的材料模型31-33
• 2.3.3 坯料數(shù)值仿真網(wǎng)格模型33-35
• 2.3.4 成形過(guò)程初始條件設(shè)置35-36
• 2.3.5 鍛件成形前的熱模擬分析36-37
• 2.3.6 金屬流動(dòng)規(guī)律分析37-38
• 2.3.7 等效應(yīng)力場(chǎng)分析38-40
• 2.3.8 溫度場(chǎng)分析40-41
• 2.4 中厚板半橋殼減薄情況分析41-44
• 2.4.1 計(jì)算方法41-42
• 2.4.2 半橋殼成形件的壁厚減薄率計(jì)算42-44
• 2.5 本章小結(jié)44-46
• 第三章 中厚板半橋殼鍛造工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)46-76
• 3.1 引言46-48
• 3.2 優(yōu)化目標(biāo)的確定48
• 3.3 鍛造工藝參數(shù)最優(yōu)值的選擇48-66
• 3.3.1 下模圓角半徑對(duì)半橋殼成形過(guò)程的影響50-56
• 3.3.2 鍛造速度對(duì)半橋殼成形過(guò)程的影響56-60
• 3.3.3 摩擦因子對(duì)半橋殼成形過(guò)程的影響60-63
• 3.3.4 鍛前坯料溫度對(duì)半橋殼成形過(guò)程的影響63-66
• 3.4 響應(yīng)曲面模型的建立與分析66-74
• 3.4.1 基于CCD建立四因子五水平響應(yīng)曲面模型66-69
• 3.4.2 基于Plackett-Burman設(shè)計(jì)的顯著影響因子篩選69-71
• 3.4.3 基于CCD建立三因子五水平響應(yīng)曲面模型71-74
• 3.5 本章小結(jié)74-76
• 第四章 半橋殼鍛造模具受力分析76-88
• 4.1 引言76
• 4.2 基本假設(shè)76-77
• 4.3 有限元模型的建立77-78
• 4.4 容差值對(duì)映射載荷精度的影響78-80
• 4.5 模具應(yīng)力模擬及其結(jié)果分析80-81
• 4.6 摩擦因子對(duì)模具應(yīng)力分布的影響81-86
• 4.6.1 摩擦因子對(duì)模具應(yīng)力場(chǎng)的影響82-83
• 4.6.2 摩擦因子對(duì)模具溫度場(chǎng)的影響83-85
• 4.6.3 摩擦因子對(duì)模具載荷的影響85-86
• 4.7 本章小結(jié)86-88
• 第五章 結(jié)論與展望88-90
• 5.1 結(jié)論88-89
• 5.2 展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-96
• 致謝96-98
• 附件98

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 楊冀艷;胡磊;許楊;;Plackett-Burman設(shè)計(jì)和響應(yīng)面法優(yōu)化荷葉總黃酮的提取工藝[J];食品科學(xué);2009年06期

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本文編號(hào)：721486