本文關(guān)鍵詞：鋁合金彎臂鍛造工藝研究及數(shù)值分析

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【摘要】：鋁是地殼中含量最多、分布最廣的金屬元素之一，相比于鋼鐵，鋁具有密度小、塑性好、比強(qiáng)度及比剛度高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好、耐氧化、回收性能好等特點(diǎn)。相比于金屬鋁，鋁合金一方面具有更高的比強(qiáng)度、比剛度，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，原因是合金元素的加入對鋁基體起到了強(qiáng)化作用；另一方面鋁合金同金屬鋁一樣，密度較低，塑形好，，可用于加工成各種型材及板材；此外，鋁合金還具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及抗腐蝕性。基于這些優(yōu)點(diǎn)，使鋁合金在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。一些鋁合金可通過熱處理的方法來獲得更好的機(jī)械性能、物理性能及抗腐蝕性能。 隨著對汽車輕量化的要求越來越高，汽車產(chǎn)業(yè)正大量使用鋁合金材料。在汽車零部件中，彎臂作為一個關(guān)鍵連接件，在汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，可承受復(fù)雜多變的應(yīng)力、應(yīng)變作用，且其質(zhì)量性能的高低對汽車的使用性能有一定影響。由于彎臂的形狀較復(fù)雜，成形較難，以及鋁合金在鍛造過程中的成形特點(diǎn)，鍛件在成形過程中會出現(xiàn)折疊及充不滿等缺陷。為了鍛造出高質(zhì)量高性能的鋁合金彎臂，本文主要從成形工藝和避免產(chǎn)生鍛造缺陷即模具優(yōu)化兩方面來進(jìn)行研究，并對彎臂鍛造過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析。 彎臂用的材料是6082鋁合金，廣泛應(yīng)用于歐洲汽車行業(yè)。6系鋁合金具有較高的耐熱性、耐磨性及塑形，且可以通過形變及熱處理的方式對其進(jìn)行強(qiáng)化。6082鋁合金的特性是中等強(qiáng)度、冷加工性好。本文制定了輥鍛制坯—彎曲—模鍛復(fù)合工藝成形鋁合金彎臂的工藝方案。 通過對輥鍛工藝的有限元數(shù)值模擬分析，對輥鍛模具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對輥鍛型槽系、型槽尺寸進(jìn)行修改，避免在輥鍛過程中坯料出現(xiàn)彎曲、凸起、凹陷等現(xiàn)象，保證輥鍛件質(zhì)量合格。 通過對輥鍛件彎曲、模鍛工藝的數(shù)值模擬分析，進(jìn)一步優(yōu)化輥鍛毛坯的結(jié)構(gòu)及尺寸，進(jìn)而對輥鍛、彎曲及模鍛模具均進(jìn)行較優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終達(dá)到理想的成形效果。 通過改變鍛造溫度、打擊速度及摩擦系數(shù)，模擬得到其對模鍛件的溫度分布、成形力曲線的影響規(guī)律，得到最終比較好的參數(shù)。這些均為鋁合金彎臂的實(shí)際生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。 最后對模鍛件的晶粒度進(jìn)行分析，對變形區(qū)域的某一點(diǎn)晶粒度變化跟蹤分析，得到在塑性變形過程中，其內(nèi)部晶粒的分布、尺寸等的變化，通過不同鍛造溫度下晶粒度大小的比較，確定最適宜的模鍛溫度。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金 彎臂 輥鍛 模鍛 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG319
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 鋁合金概述11-15
• 1.1.1 鋁及鋁合金的簡介11-13
• 1.1.2 鋁合金的應(yīng)用13-15
• 1.2 鋁合金鍛造研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 鋁合金的鍛造15-18
• 1.2.2 鋁合金彎臂成形工藝研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 金屬熱變形微觀組織變化19
• 1.4 數(shù)值模擬在金屬塑性成形中的應(yīng)用19-21
• 1.5 DEFORM 有限元模擬軟件的應(yīng)用21-22
• 1.6 論文研究的內(nèi)容及意義22-25
• 第2章 鋁合金彎臂鍛造工藝方案制定及有限元模型建立25-47
• 2.1 鋁合金彎臂鍛造工藝方案25-26
• 2.2 制訂有限元模擬方案26-27
• 2.3 輥鍛模具設(shè)計(jì)計(jì)算與優(yōu)化27-36
• 2.3.1 輥鍛毛坯的設(shè)計(jì)27
• 2.3.2 輥鍛道次的確定27-29
• 2.3.3 輥鍛槽系的選擇29
• 2.3.4 輥鍛型槽尺寸的設(shè)計(jì)及計(jì)算29-34
• 2.3.5 輥鍛模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)34-36
• 2.4 彎曲、模鍛設(shè)計(jì)計(jì)算與優(yōu)化36-44
• 2.4.1 彎曲模具的設(shè)計(jì)及優(yōu)化36-38
• 2.4.2 模鍛模具的設(shè)計(jì)與優(yōu)化38-41
• 2.4.3 工藝過程有限元模擬及模具優(yōu)化41-44
• 2.5 本章小結(jié)44-47
• 第3章 鋁合金彎臂輥鍛工藝數(shù)值模擬分析47-61
• 3.1 輥鍛參數(shù)選擇及前處理47-52
• 3.2 輥鍛模擬結(jié)果分析52-58
• 3.2.1 各道次輥鍛過程中鍛件溫度的變化52-54
• 3.2.2 輥鍛力曲線結(jié)果分析54-56
• 3.2.3 輥鍛件速度場模擬分析56-57
• 3.2.4 應(yīng)力場分析57-58
• 3.3 本章小結(jié)58-61
• 第4章 鋁合金彎臂彎曲、模鍛工藝數(shù)值模擬分析61-75
• 4.1 彎曲參數(shù)選擇及前處理61
• 4.2 彎曲后處理及結(jié)果分析61-63
• 4.2.1 成形力曲線61-62
• 4.2.2 鍛件應(yīng)力場分布62-63
• 4.2.3 溫度場分布63
• 4.3 模鍛參數(shù)選擇及前處理63-64
• 4.4 模鍛后處理及結(jié)果分析64-67
• 4.4.1 鍛件應(yīng)力應(yīng)變場64-66
• 4.4.2 摩擦系數(shù)對成形力的影響66-67
• 4.5 溫度對成形性能的影響67-69
• 4.5.1 等溫鍛造時模鍛件內(nèi)部組織67
• 4.5.2 模鍛溫度與鍛件溫度場的關(guān)系67-69
• 4.6 打擊速度對成形性能的影響69-72
• 4.6.1 鍛件溫度場69-70
• 4.6.2 鍛件應(yīng)力場70-71
• 4.6.3 鍛件變形抗力71-72
• 4.7 本章小結(jié)72-75
• 第5章 晶粒度分析75-87
• 5.1 晶粒分析參數(shù)選擇75-80
• 5.2 輥鍛晶粒度分析80-82
• 5.3 模鍛過程晶粒分析82-87
• 第6章 結(jié)論與展望87-89
• 6.1 結(jié)論87-88
• 6.2 展望88-89
• 參考文獻(xiàn)89-95
• 研究生期間發(fā)表論文及課題工作95-97
• 致謝97

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙勇;李敬勇;嚴(yán)鏗;;鋁合金在艦船建造中的應(yīng)用與發(fā)展[J];船舶物資與市場;2005年02期

2 馬琳偉,孫樂民,張巧芳,張永振;數(shù)值模擬在鍛造成形中的應(yīng)用[J];鍛壓裝備與制造技術(shù);2003年06期

3 劉文靜;鐘利萍;;6×××鋁合金熱處理工藝的研究概況[J];材料導(dǎo)報;2012年S1期

4 周培杰;;自由鍛、胎模鍛的發(fā)展前途[J];鍛壓機(jī)械;1985年04期

5 劉延輝;李寶成;;鋁和鋁合金的特點(diǎn)及鋁合金的強(qiáng)化[J];黑龍江科技信息;2007年04期

6 劉闖;姚嘉;盧偉;;鋁合金在汽車上的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景分析[J];佳木斯大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年04期

7 唐新民,陳建業(yè),趙九根,敖紅專;非調(diào)質(zhì)鋼彎臂、直臂的開發(fā)應(yīng)用[J];金屬熱處理;2001年01期

8 李亞軍,李江國,趙祝國;冷鍛壓力機(jī)的研制[J];機(jī)械工人;2002年09期

9 姚毅中;陳小青;; 鋁及鋁合金在航空航天及軍工工業(yè)中的應(yīng)用[J];鋁加工;1993年02期

10 李紅萍;;鋁合金在飛機(jī)上的應(yīng)用[J];民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究;2003年01期

本文編號：963687