本文關(guān)鍵詞：四通管內(nèi)高壓成形有限元模擬及工藝分析和優(yōu)化

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【摘要】：在航空航天、汽車工業(yè)等領(lǐng)域，在保證汽車零部件質(zhì)量的前提下，減輕構(gòu)件的重量是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一。內(nèi)高壓成形技術(shù)正是在此需求下的產(chǎn)生的一種以輕量化為核心的先進(jìn)制造技術(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)加工、鑄、鍛、焊等工藝技術(shù)，內(nèi)高壓成形技術(shù)生產(chǎn)的管類零件，成形產(chǎn)品質(zhì)量好，節(jié)約材料，已成為塑性加工領(lǐng)域研究的前沿和熱點(diǎn)。 本文運(yùn)用有限元模擬仿真軟件Dynaform詳細(xì)地分析了凹模過渡區(qū)圓角半徑、內(nèi)壓力加載方式、左右擠壓沖頭的軸向進(jìn)給、平衡沖頭的進(jìn)給、摩擦系數(shù)等主要工藝參數(shù)對(duì)四通管內(nèi)高壓成形結(jié)果的影響規(guī)律。在滿足四通管件質(zhì)量要求的前提下，，應(yīng)該盡量選用凹模圓角半徑大的模具。對(duì)于內(nèi)壓力的加載方式，本文分別研究了雙線性、梯度、三線性內(nèi)壓力加載路徑對(duì)四通管內(nèi)高壓成形結(jié)果的影響，并最終確定使用三線性內(nèi)壓加載路徑。軸向進(jìn)給的主要補(bǔ)料階段應(yīng)該在成形階段，整形階段應(yīng)該減小進(jìn)給量或零進(jìn)給。平衡沖頭的進(jìn)給成形過程中應(yīng)盡量與支管保持頂部接觸，最終使管件在良好的壓應(yīng)力的狀態(tài)下成形。 對(duì)于內(nèi)高壓成形參數(shù)的優(yōu)化，本文提出了一種有限元模擬軟件與響應(yīng)面法相結(jié)合進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化的方法。選取初始進(jìn)給量、初始內(nèi)壓力、中間內(nèi)壓力作為設(shè)計(jì)變量，成形后管件的最小壁厚和最大壁厚為設(shè)計(jì)目標(biāo)，基于Box-BehnkenDesign實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和響應(yīng)曲面法，分別建立以管件的最小壁厚和最大壁厚為目標(biāo)的響應(yīng)面模型。通過方差和回歸分析，確定了模型的最優(yōu)參數(shù)。將模型預(yù)測(cè)的因素值進(jìn)行有限元數(shù)值模擬后得到的結(jié)果與模型得出的結(jié)果值的誤差率均小于1%，驗(yàn)證了模型的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：四通管 內(nèi)高壓成形 有限元模擬 響應(yīng)面法
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG394
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 引言10
• 1.2 內(nèi)高壓成形概述10-12
• 1.2.1 內(nèi)高壓成形技術(shù)的應(yīng)用10-11
• 1.2.2 內(nèi)高壓成形技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)11-12
• 1.3 內(nèi)高壓成形國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 課題研究目的及內(nèi)容13-15
• 第2章 內(nèi)高壓成形原理及有限元理論分析15-22
• 2.1 內(nèi)高壓成形原理15-17
• 2.1.1 內(nèi)高壓成形工藝過程15-16
• 2.1.2 內(nèi)高壓成形件的分類16
• 2.1.3 內(nèi)高壓成形的缺陷16-17
• 2.2 有限元理論分析17-21
• 2.2.1 彈塑性有限元基本理論17-19
• 2.2.2 動(dòng)態(tài)顯示算法理論分析19-20
• 2.2.3 屈服準(zhǔn)則20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第3章 四通管內(nèi)高壓成形的有限元模擬22-44
• 3.1 四通管內(nèi)高壓成形有限元模型22-23
• 3.1.1 四通管的有限元模型22-23
• 3.1.2 管坯的材料模型23
• 3.2 凹模圓角半徑對(duì)四通管成形質(zhì)量的影響23-26
• 3.3 內(nèi)壓力對(duì)四通管成形質(zhì)量的影響26-35
• 3.3.1 雙線性內(nèi)壓加載方式對(duì)四通管成形質(zhì)量的影響27-29
• 3.3.2 梯度內(nèi)壓力加載方式對(duì)四通管成形質(zhì)量的影響29-32
• 3.3.3 三線性內(nèi)壓加載方式對(duì)四通管成形質(zhì)量的影響32-35
• 3.4 軸向進(jìn)給對(duì)四通管成形質(zhì)量的影響35-37
• 3.5 平衡沖頭進(jìn)給對(duì)四通管內(nèi)高壓成形質(zhì)量的影響37-40
• 3.6 摩擦系數(shù)對(duì)四通管成形質(zhì)量的影響40-43
• 3.7 本章小結(jié)43-44
• 第4章 四通管內(nèi)高壓成形的優(yōu)化與分析44-55
• 4.1 Design-Expert 軟件簡介44
• 4.2 響應(yīng)面法概述44-45
• 4.2.1 響應(yīng)面法44-45
• 4.2.2 響應(yīng)面擬合度和評(píng)價(jià)指標(biāo)45
• 4.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)45-47
• 4.4 響應(yīng)值的回歸分析47-53
• 4.4.1 響應(yīng)曲面模型的擬合47-48
• 4.4.2 方差及回歸分析48-50
• 4.4.3 響應(yīng)曲面分析50-53
• 4.5 優(yōu)化與模型驗(yàn)證53-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文59-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：827603