本文關(guān)鍵詞：工藝參數(shù)對AA5754鋁合金板材溫成形回彈影響研究

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【摘要】：在資源和環(huán)境的制約下,汽車輕量化成為了當(dāng)前汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢,而車身輕量化是汽車輕量化的關(guān)鍵技術(shù)。鋁合金由于其質(zhì)量輕、儲量充足、制備簡單、回收率高等優(yōu)勢,成為了車身輕量化的理想材料。但是,鋁合金在室溫條件下的塑性變形能力較差,深沖時存在嚴(yán)重的回彈問題,影響零件的幾何形狀和尺寸精度。為了改善零件回彈,鋁合金板材的溫成形工藝應(yīng)運而生了。本文首先采用理論解析法,研究了板料在拉深成形過程中的的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài),并對圓筒溫拉深切環(huán)實驗進(jìn)行數(shù)值模擬,將模擬結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行對比。其次,采用正交試驗設(shè)計與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對溫成形過程中鋁合金圓筒拉深件在不同工藝參數(shù)下的回彈特性進(jìn)行研究,確定了使回彈最小的優(yōu)化方案,并對其進(jìn)行了數(shù)值模擬驗證。最后,基于回歸正交試驗設(shè)計,對圓筒溫拉深切環(huán)實驗進(jìn)行數(shù)值模擬,建立了鋁合金溫成形過程中板料成形初始溫度、摩擦系數(shù)、壓邊力、凹模圓角半徑以及凸凹模間隙與制件回彈之間的回歸模型。通過回歸模型進(jìn)行回彈預(yù)測,并將預(yù)測結(jié)果分別與相同工藝條件下的實驗結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對比。研究結(jié)果表明：(1)數(shù)值模擬的回彈結(jié)果與實驗結(jié)果比較接近,說明數(shù)值模擬結(jié)果可靠,有限元模型建立正確。(2)鋁合金溫成形過程中,板料成形初始溫度對圓筒拉深件回彈影響的顯著性水平最高,其次分別為壓邊力、凹模圓角半徑、凸凹模間隙以及摩擦系數(shù),而沖壓速度及凸模圓角半徑的顯著性水平很低,影響幾乎可以忽略。(3)在一定的工藝參數(shù)范圍內(nèi),圓筒拉深件的回彈量隨著板料成形初始溫度、壓邊力和摩擦系數(shù)的增大而減小,隨著凹模圓角半徑的增大先增大后減小,而隨著凸凹模間隙的增大先減小后增大。(4)通過回歸模型可以說明,工藝參數(shù)間的交互作用是可以忽略的,板料成形初始溫度、摩擦系數(shù)、壓邊力和凹模圓角半徑對制件回彈均有顯著影響,且影響效應(yīng)具有較好的可加性。(5)回彈的回歸預(yù)測結(jié)果與相同參數(shù)組合下的實驗結(jié)果及數(shù)值模擬結(jié)果比較接近,說明回歸模型可信度高,能準(zhǔn)確地反映溫成形工藝中鋁合金制件回彈與工藝參數(shù)之間的關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金 溫成形 回彈 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U466
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 汽車用輕量化鋁合金概述10-16
• 1.1.1 汽車輕量化技術(shù)的發(fā)展10-11
• 1.1.2 鋁合金的特性及其分類11-13
• 1.1.3 鋁合金在汽車上的應(yīng)用13-16
• 1.2 鋁合金溫成形工藝的簡介及發(fā)展現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 鋁合金溫成形工藝簡介16-18
• 1.2.2 鋁合金溫成形工藝的發(fā)展現(xiàn)狀18-19
• 1.3 回彈研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 主要研究內(nèi)容20-22
• 2 回彈的產(chǎn)生機(jī)理與數(shù)值模擬基礎(chǔ)理論22-38
• 2.1 回彈的產(chǎn)生機(jī)理22-27
• 2.1.1 彎曲變形的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)22-24
• 2.1.2 彎曲回彈的原因24-26
• 2.1.3 控制回彈的措施26-27
• 2.2 回彈的數(shù)值模擬基礎(chǔ)理論27-37
• 2.2.1 單元類型27-28
• 2.2.2 本構(gòu)模型28-31
• 2.2.3 接觸與摩擦31-32
• 2.2.4 熱力耦合分析理論32-36
• 2.2.5 有限元算法36
• 2.2.6 回彈過程模擬算法36-37
• 2.3 本章小結(jié)37-38
• 3 圓筒拉深理論解析及其回彈的數(shù)值模擬38-53
• 3.1 圓筒拉深理論解析38-42
• 3.1.1 圓筒拉深成形過程38-40
• 3.1.2 圓筒拉深過程中板料內(nèi)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)40-42
• 3.2 圓筒溫拉深切環(huán)實驗42-44
• 3.2.1 實驗材料42
• 3.2.2 實驗方案和結(jié)果42-44
• 3.3 圓筒溫拉深切環(huán)實驗的數(shù)值模擬方法44-52
• 3.3.1 有限元模型的建立44-47
• 3.3.2 數(shù)值模擬方案47-48
• 3.3.3 數(shù)值模擬結(jié)果48-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 4 工藝參數(shù)對AA5754鋁合金溫成形回彈的影響53-64
• 4.1 多因素多水平試驗設(shè)計方法53-54
• 4.1.1 全面試驗設(shè)計53
• 4.1.2 正交試驗設(shè)計53-54
• 4.1.3 均勻試驗設(shè)計54
• 4.2 基于數(shù)值模擬的正交試驗設(shè)計54-57
• 4.2.1 正交試驗設(shè)計方案與模擬結(jié)果54-55
• 4.2.2 正交試驗結(jié)果分析55-57
• 4.3 工藝參數(shù)對制件回彈的影響規(guī)律57-62
• 4.3.1 板料成形初始溫度對制件回彈的影響57-58
• 4.3.2 沖壓速度對制件回彈的影響58
• 4.3.3 摩擦系數(shù)對制件回彈的影響58-59
• 4.3.4 壓邊力對制件回彈的影響59-60
• 4.3.5 凸模圓角半徑對制件回彈的影響60
• 4.3.6 凹模圓角半徑對制件回彈的影響60-61
• 4.3.7 凸凹模間隙對制件回彈的影響61-62
• 4.3.8 工藝參數(shù)的優(yōu)化62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 5 基于回歸正交試驗設(shè)計和數(shù)值模擬的鋁合金溫成形回彈特性分析64-73
• 5.1 試驗方法的確定64-65
• 5.2 回歸模型的建立和檢驗65-70
• 5.2.1 回歸模型的建立65-68
• 5.2.2 回歸模型的檢驗68-70
• 5.3 回歸模型的驗證70
• 5.4 回歸預(yù)測與數(shù)值模擬的比較70-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況79-80
• 致謝80-81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：956247