本文關(guān)鍵詞：6082鋁合金熱沖壓界面換熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)與模擬研究

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【摘要】：隨著世界汽車保有量的持續(xù)增加,加劇了能源的消耗以及大氣的污染,降低燃料消耗和減少汽車尾氣排放已成為世界汽車發(fā)展趨勢。汽車輕量化可降低汽車的重量,從而降低燃料消耗和減少汽車尾氣的排放。汽車輕量化通常采用輕質(zhì)材料、優(yōu)化汽車結(jié)構(gòu)、新型工藝三種措施,其中采用輕質(zhì)材料是進(jìn)行汽車輕量化最有效果的辦法。鋁合金熱沖壓工藝作為實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的一種重要途徑,一方面可以改善鋁合金常溫成形性差、易出現(xiàn)裂紋以及回彈大等問題,另一方面通過模具保壓淬火的沖壓件經(jīng)時效處理可提高材料的力學(xué)性能。界面換熱系數(shù)作為熱沖壓中熱量傳遞的關(guān)鍵因素,可以影響熱沖壓過程沖壓件的溫度場、組織場、應(yīng)力場,進(jìn)而決定成形件的最終質(zhì)量。界面換熱系數(shù)也是模擬計(jì)算熱沖壓工件冷卻過程中非常重要的參數(shù),因此準(zhǔn)確的確定界面換熱系數(shù)會給數(shù)值模擬提供可靠的數(shù)據(jù)支持。本文研究了6082鋁合金板料在不同壓強(qiáng)和不同模具溫度條件下熱沖壓過程中板料和模具溫度變化,利用有限元軟件進(jìn)行熱沖壓數(shù)值模擬,最終通過熱問題反向優(yōu)化的方法得到界面換熱系數(shù)。研究內(nèi)容如下:1、研制一套實(shí)驗(yàn)裝置,可以加熱模具并采集熱沖壓過程中板料與模具的溫度變化數(shù)據(jù)。2、將板料分別在不同壓強(qiáng)和不同模具溫度條件下進(jìn)行熱沖壓-淬火實(shí)驗(yàn),保壓時間為10s,并采集板料和模具的隨時間變化的溫度數(shù)據(jù)。分析對比不同壓強(qiáng)和不同模具溫度條件下板料的冷卻速度。3、利用有限元軟件模擬鋁合金板料熱沖壓淬火,分析熱沖壓淬火過程中板料的溫度場分布,并輸出板料與模具的模擬溫度變化曲線。通過優(yōu)化程序?qū)δM和實(shí)驗(yàn)過程中的溫度變化曲線進(jìn)行優(yōu)化反算出界面換熱系數(shù),并繪制模具溫度-界面換熱系數(shù)和壓強(qiáng)-界面換熱系數(shù)變化曲線。
【關(guān)鍵詞】：輕量化 熱沖壓 6082鋁合金 數(shù)值模擬 界面換熱系數(shù)
【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】：2016
【分類號】：U466
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 引言9-10
• 1.2 6000系鋁合金研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 6000系鋁合金化學(xué)成分的作用10-11
• 1.2.2 6000系鋁合金熱處理工藝11-12
• 1.2.3 6000鋁合金在汽車上的應(yīng)用12
• 1.3 鋁合金熱沖壓成形技術(shù)12-15
• 1.4 界面換熱系數(shù)的國內(nèi)外研究15-17
• 1.5 本文研究內(nèi)容17-18
• 第2章 傳熱理論及反傳熱問題18-27
• 2.1 傳熱理論基礎(chǔ)18
• 2.2 熱沖壓換熱系數(shù)理論18-24
• 2.2.1 熱沖壓過程的傳遞方式19-21
• 2.2.2 熱沖壓過程界面換熱系數(shù)21-23
• 2.2.3 界面換熱系數(shù)的影響因素23-24
• 2.3 反傳熱問題24
• 2.4 反傳熱問題優(yōu)化求解流程24-27
• 第3章 實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果分析27-38
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備27-30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方案30-32
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析32-37
• 3.3.1 不同壓強(qiáng)下的溫度變化曲線分析32-34
• 3.3.2 不同模具溫度下的溫度變化曲線分析34-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 6082鋁合金熱沖壓過程數(shù)值模擬38-49
• 4.1 引言38
• 4.2 熱沖壓有限元模型38-42
• 4.2.1 模型的建立和邊界條件的設(shè)定38-40
• 4.2.2 分析步的設(shè)定及網(wǎng)格的劃分40-42
• 4.3 模擬溫度場結(jié)果42-46
• 4.4 模擬與實(shí)驗(yàn)的溫度變化曲線分析46-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第5章 6082鋁合金熱沖壓界面換熱系數(shù)的確定49-59
• 5.1 前言49
• 5.2 界面換熱系數(shù)的計(jì)算49-53
• 5.3 界面換熱系數(shù)的結(jié)果分析53-55
• 5.4 優(yōu)化和實(shí)驗(yàn)的溫度變化對比圖55-57
• 5.5 本章小結(jié)57-59
• 第6章 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 攻讀學(xué)位期間取得的科研成果65-66
• 致謝66

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