本文關鍵詞：重卡脹壓成形橋殼推壓拉拔縮徑工藝研究

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【摘要】：橋殼是汽車的主要承載構件之一,脹壓成形工藝是橋殼制造的先進技術,制造的橋殼具有壁厚分布合理、強度剛度高且沒有焊縫等優(yōu)點。該工藝選用合適規(guī)格的無縫鋼管,并對鋼管進行端部縮徑和中部脹形獲得預成形管坯,之后對預成形管坯壓制成形得到橋殼制件。管坯端部縮徑是預成形制坯的重要組成部分,目前使用的推壓式自由縮徑存在縮徑區(qū)壁厚增加量大和殘余應力過大等問題,過大的殘余應力易導致管坯端部開裂且影響橋殼使用性能。采用外拉內置芯軸進行縮徑的推壓拉拔工藝有助于解決推壓縮徑的不足,目前對推壓拉拔縮徑管坯的變形特征、管坯內部應力應變狀態(tài)和縮徑參數(shù)對成形的影響等尚不清楚,本文對該縮徑工藝進行了系統(tǒng)研究。建立了推壓拉拔縮徑管坯變形的力學模型,分析了縮徑管坯的變形特征和各變形區(qū)域的應力應變狀態(tài);給出了管坯縮徑時縮徑力與縮徑系數(shù)和摩擦系數(shù)等縮徑參數(shù)的關系,定性分析了芯軸外徑和外拉速度對縮徑力的影響規(guī)律。以某載重10t橋殼為研究對象,利用有限元軟件ABAQUS建立了推壓拉拔縮徑工藝仿真模型。通過仿真,分析了推壓拉拔縮徑與自由推壓縮徑管坯變形的應力和應變狀態(tài),對比了兩者在縮徑區(qū)壁厚、殘余應力和管坯伸長量等方面差異。改變縮徑系數(shù)和管坯與模具接觸面的摩擦系數(shù),得出了該參數(shù)對縮徑力的影響規(guī)律;調整芯軸外徑和拉拔速度,分析芯軸外徑和拉拔速度對縮徑力和管坯變形的影響規(guī)律,給出了合適的壁厚控制率和芯軸外拉最小臨界速度;建立了管坯受軸向壓力時的仿真模型,指出當工藝參數(shù)設定不當時易使得管坯縮徑力過大,導致管坯在縮徑凹模前端發(fā)生起皺失穩(wěn)。最后根據(jù)仿真結果,給出了該橋殼的合理縮徑參數(shù)并對縮徑力的理論分析進行修正。按橋殼疲勞試驗要求對施加縮徑殘余應力的縮后管坯進行強度仿真,并將仿真結果導入MSC.FATIGUE軟件進行縮徑管坯疲勞壽命分析,對比推壓拉拔縮徑管坯、自由推壓縮徑管坯和縮徑后退火管坯的疲勞壽命,揭示縮徑殘余應力對疲勞壽命的影響。
【關鍵詞】：推壓拉拔縮徑 脹壓成形橋殼 殘余應力 縮徑參數(shù) 芯軸
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.218.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 橋殼液壓脹形研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 管材縮徑研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 研究內容14-16
• 第2章 推壓拉拔縮徑管坯變形和應力應變分析16-32
• 2.1 自由式推壓縮徑工藝簡介16-22
• 2.1.1 自由式推壓縮徑管坯變形過程16-17
• 2.1.2 自由式推壓縮徑有限元分析和試驗17-22
• 2.2 推壓拉拔縮徑變形分析22-27
• 2.2.1 推壓拉拔縮徑與傳統(tǒng)芯軸縮徑對比23
• 2.2.2 推壓拉拔縮徑變形過程分析23-25
• 2.2.3 管坯內質點的應力分析25-26
• 2.2.4 管坯內質點的應變分析26-27
• 2.3 脹壓成形工藝簡介27-29
• 2.4 推壓拉拔縮徑變形及應力應變仿真29-31
• 2.4.1 推壓拉拔縮徑有限元模型建立及管坯成形特征29
• 2.4.2 推壓拉拔與自由式縮徑幾何尺寸對比29-30
• 2.4.3 推壓拉拔縮徑與自由縮徑直臂區(qū)應力對比30-31
• 2.5 本章小結31-32
• 第3章 推壓拉拔縮徑力分析和工藝參數(shù)設計32-42
• 3.1 推壓拉拔縮徑力分析32-39
• 3.1.1 基本假設33
• 3.1.2 變形屈服條件、縮徑壁厚增加量及等效應變33-35
• 3.1.3 管坯縮徑力計算35-39
• 3.2 橋殼縮徑工藝主要參數(shù)設計39-41
• 3.2.1 縮徑系數(shù)分配39-40
• 3.2.2 縮徑芯軸外徑設計40
• 3.2.3 縮徑凹模錐角確定40-41
• 3.3 本章小結41-42
• 第4章 推壓拉拔縮徑有限元模擬42-55
• 4.1 縮徑管坯失穩(wěn)和縮徑允許極限軸向力仿真42-45
• 4.1.1 管坯失穩(wěn)模型建立和失穩(wěn)極限載荷仿真42-43
• 4.1.2 管坯長度對失穩(wěn)載荷的影響43
• 4.1.3 縮徑模具作用下允許極限軸向力仿真43-45
• 4.2 穩(wěn)定減徑階段縮徑力仿真與修正系數(shù)KS確定45-47
• 4.3 推壓拉拔縮徑力模擬分析47-54
• 4.3.1 推壓拉拔縮徑工藝參數(shù)對縮徑力影響47-53
• 4.3.2 某載重 10t橋殼推壓拉拔縮徑工藝制定53
• 4.3.3 完整縮徑工藝模擬仿真53-54
• 4.4 本章小結54-55
• 第5章 推壓拉拔縮徑管坯疲勞分析55-66
• 5.1 前言55
• 5.2 MSC.FATIGUE疲勞軟件簡介和疲勞分析基礎55-59
• 5.2.1 MSC.FATIGUE分析軟件介紹55-56
• 5.2.2 疲勞損傷介紹56-57
• 5.2.3 應力-壽命曲線57-59
• 5.3 推壓拉拔縮徑實體仿真59-61
• 5.4 縮徑管坯疲勞壽命分析61-65
• 5.4.1 縮徑后管坯垂向力加載61
• 5.4.2 表面狀況及載荷曲線的確定61-62
• 5.4.3 直臂區(qū)疲勞壽命分析62-65
• 5.5 本章小結65-66
• 結論66-67
• 參考文獻67-70
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果70-71
• 致謝71

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 郭順顯;縮徑管的開發(fā)與應用[J];管道技術與設備;1997年03期

2 張賓賓;李萍;唐勇;王成;;汽車橋殼管坯推壓縮徑工藝研究[J];精密成形工程;2010年03期

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本文編號：1070085