本文針對汽車排氣系統(tǒng)前管的內高壓成形過程中存在開裂問題,開展了汽車排氣系統(tǒng)前管內高壓成形的力學建模、內高壓成形工藝參數(shù)的模擬與優(yōu)化、汽車排氣系統(tǒng)前管內高壓成形的試驗驗證等內容的研究,其研究結果對前管內高壓成形的實際生產(chǎn)具有指導意義。首先,建立了汽車排氣系統(tǒng)前管在內高壓成形過程中的力學模型,獲得了內高壓成形過程中不同階段的受力情況和成形規(guī)律。將排氣前管內高壓成形過程分為三個階段:初始成形階段、成形階段、整形階段。初始成形階段內壓力較低,管材主要受軸端軸向進給壓力,各成形區(qū)壁厚增加;成形前期階段,駝峰成形區(qū)向外膨脹,同時軸向進給補料,因為這時內壓力依舊較小,軸向進給力起變形主導作用,駝峰壁厚增加;成形后期階段,駝峰繼續(xù)向外膨脹,內壓力對于變形起主導作用,軸向進給補料效果減弱,壁厚降低;中間環(huán)形凸臺成形區(qū)在成形階段屬于自由膨脹成形,壁厚降低;整形階段,軸向進給停止,駝峰和中間環(huán)形凸臺在升高的內壓力下貼模成形,屬于自由膨脹成形,壁厚降低。其次,通過有限元仿真驗證了各個GTN損傷參數(shù)對于439不銹鋼拉伸應力-應變曲線的影響,并通過有限元反求法,建立GTN損傷模型。其中,初始孔洞體積分數(shù)和臨界孔洞... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 內高壓成形技術
        1.2.1 內高壓成形技術原理及分類
        1.2.2 內高壓成形工藝過程
        1.2.3 內高壓成形技術的應用
        1.2.4 國內外發(fā)展趨勢
    1.3 內高壓成形工藝的優(yōu)缺點
    1.4 內高壓成形極限的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 內高壓成形過程中出現(xiàn)的主要缺陷
        1.4.2 管材成形極限研究
        1.4.3 管材內高壓成形破裂的研究
        1.4.4 GTN損傷模型
    1.5 論文的主要內容
第2章 汽車排氣前管內高壓成形有限元仿真建模及成形分析
    2.1 有限元分析理論
        2.1.1 有限元法的定義
        2.1.2 有限元法簡介
        2.1.3 有限元分析的一般過程
        2.1.4 有限元分析軟件介紹
        2.1.5 彈塑性有限元基本理論
        2.1.6 動態(tài)顯式有限元分析基本理論
    2.2 排氣前管有限元建模
        2.2.1 排氣前管材料選擇
        2.2.2 排氣前管基本結構
        2.2.3 建立模型
        2.2.4 設定邊界條件
        2.2.5 網(wǎng)格劃分
    2.3 內高壓成形力學分析
        2.3.1 初始屈服壓力
        2.3.2 最大內壓力
        2.3.3 開裂壓力
    2.4 管材內高壓成形過程應力應變分析
        2.4.1 初始填充階段
        2.4.2 成形階段
        2.4.3 整形階段
    2.5 本章小結
第3章 439不銹鋼GTN損傷參數(shù)確定
    3.1 引言
    3.2 模型描述
        3.2.1 GTN損傷模型
        3.2.2 各向異性GTN損傷模型
    3.3 材料單向拉伸試驗及有限元模型
        3.3.1 平板拉伸試驗
        3.3.2 有限元模型數(shù)值分析
    3.4 GTN參數(shù)分析
        3.4.1 初始孔洞體積分數(shù)
        3.4.2 臨界孔洞體積分數(shù)
        3.4.3 失效孔洞體積分數(shù)
        3.4.4 形核孔洞體積分數(shù)
    3.5 GTN參數(shù)確定
    3.6 本章小結
第4章 汽車排氣系統(tǒng)前管內高壓開裂及成形參數(shù)分析
    4.1 引言
    4.2 線性加載內高壓成形數(shù)值仿真分析
        4.2.1 線性加載過程開裂分析
        4.2.2 開裂解決方法分析
    4.3 單因數(shù)雙線性加載路徑數(shù)值仿真分析
        4.3.1 軸向進給雙線性加載路徑對成形的影響分析
        4.3.2 內壓力雙線性加載路徑對內高壓成形的影響分析
        4.3.3 改進型雙線性加載路徑數(shù)值仿真分析
    4.4 三段式內壓力加載內高壓成形模擬
    4.5 摩擦系數(shù)對內高壓成形的影響
    4.6 本章小結
第5章 汽車排氣系統(tǒng)前管內高壓成形試驗
    5.1 引言
    5.2 試驗裝置及試驗方案
        5.2.1 試驗裝置
        5.2.2 試驗方案
    5.3 試驗結果及分析
        5.3.1 試驗結果
        5.3.2 開裂分析
    5.4 去應力退火
        5.4.1 溫度
        5.4.2 保溫時間
        5.4.3 去應力退火試驗
    5.5 試加工
第6章 結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于GTN損傷的鋁合金管內高壓成形的破裂預測[D]. 劉銀泉.哈爾濱工業(yè)大學 2013



本文編號：3647813