發(fā)布時(shí)間：2017-07-31 17:06

  本文關(guān)鍵詞：高強(qiáng)鋼鋼圈輪輻成形的數(shù)值模擬與工藝參數(shù)優(yōu)化

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【摘要】：車(chē)輪是汽車(chē)的關(guān)鍵部件之一,它對(duì)汽車(chē)的安全性、行駛的平穩(wěn)性有著極其重要的影響。車(chē)輪生產(chǎn)質(zhì)量的好壞,主要取決于車(chē)輪的制造工藝及其工藝參數(shù)是否合理。傳統(tǒng)的車(chē)輪制造工藝主要采用的是“試錯(cuò)法”,該方法不僅增加了設(shè)計(jì)的成本,而且對(duì)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)依賴(lài)性較強(qiáng)。本文以高強(qiáng)鋼鋼圈輪輻為研究對(duì)象,利用板料成形CAE技術(shù)對(duì)其拉深成形過(guò)程進(jìn)行有限元數(shù)值模擬;同時(shí),利用數(shù)值模擬的方法對(duì)影響輪輻沖壓成形的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。首先,按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 228-2002對(duì)輪輻所用材料RCL540進(jìn)行單向拉伸試驗(yàn),獲得板料成形數(shù)值模擬所需的材料性能參數(shù);并通過(guò)一定的轉(zhuǎn)化關(guān)系將試驗(yàn)獲得的材料拉力與位移曲線(xiàn),轉(zhuǎn)換為研究所需要的真實(shí)應(yīng)力與真實(shí)應(yīng)變曲線(xiàn)。其次,通過(guò)對(duì)輪輻結(jié)構(gòu)和工藝特點(diǎn)的分析,確定了輪輻的沖壓成型工藝方案;分析工藝參數(shù)對(duì)板料沖壓成形的影響,并按照經(jīng)驗(yàn)公式確定工藝參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值;確定了輪輻成型的沖壓類(lèi)型及其模具結(jié)構(gòu),并利用UG軟件建立了輪輻初拉深成形時(shí)凹模的幾何模型。然后,利用DYNAFORM前處理中的BSE模塊,建立輪輻的材料模型,并對(duì)輪輻進(jìn)行坯料反求,獲得了合理的毛坯輪廓尺寸;按照板料成形數(shù)值模擬的流程,建立輪輻沖壓成形過(guò)程關(guān)鍵工序——初拉深成形與反拉深與中心孔翻邊的有限元數(shù)值模型;并以此為基礎(chǔ),在不考慮各工藝參數(shù)交互作用的前提下,通過(guò)分組數(shù)值模擬的方法對(duì)影響輪輻沖壓成形的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)對(duì)輪輻成形的數(shù)值模擬,可實(shí)時(shí)、直觀地了解輪輻在成形過(guò)程中板料厚度及其應(yīng)力與應(yīng)變的變化;并預(yù)測(cè)輪輻成形時(shí)發(fā)生起皺與破裂的趨勢(shì),為設(shè)計(jì)和制造人員制定合理的工藝路線(xiàn)、選擇合理的工藝參數(shù)和降低工藝設(shè)計(jì)成本,提供了有效的參考。利用數(shù)值模擬代替?zhèn)鹘y(tǒng)的試模法,通過(guò)對(duì)工藝參數(shù)分組模擬結(jié)果的分析,得到了一組合理的工藝參數(shù)。有限元數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)輪輻厚度之間的誤差較小,說(shuō)明了對(duì)輪輻的拉深成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬是可行的,同時(shí)也驗(yàn)證了優(yōu)化后工藝參數(shù)的合理性。
【關(guān)鍵詞】：高強(qiáng)鋼輪輻 板料沖壓成形 DYNAFORM 數(shù)值模擬 參數(shù)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：廣西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG386
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 高強(qiáng)鋼鋼圈輪輻數(shù)值模擬研究的背景和意義9-10
• 1.1.1 課題的研究背景9-10
• 1.1.2 課題的研究意義10
• 1.2 汽車(chē)輪轂及其制造工藝10-11
• 1.3 鋼制車(chē)輪的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)11-13
• 1.3.1 鋼制車(chē)輪應(yīng)用現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 高強(qiáng)度鋼在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用12-13
• 1.4 板料沖壓成形數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀13
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容13-14
• 1.6 本章小結(jié)14-15
• 第二章 板料成形數(shù)值模擬理論15-24
• 2.1 引言15
• 2.2 板料成形彈塑性有限元15-22
• 2.2.1 彈塑性有限元基本理論15-19
• 2.2.2 彈塑性有限元分析的基本步驟19-22
• 2.3 板料沖壓成形數(shù)值模擬的影響因素22-23
• 2.4 板料沖壓成形的缺陷分析23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 板料的單向拉伸試驗(yàn)24-34
• 3.1 引言24
• 3.2 影響材料成形性能的因素24-27
• 3.2.1 應(yīng)變強(qiáng)化指數(shù)n24-25
• 3.2.2 塑性應(yīng)變比r25-27
• 3.3 材料的單向拉伸試驗(yàn)27-33
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程27-29
• 3.3.2 繪制材料的真實(shí)應(yīng)力與應(yīng)變曲線(xiàn)29-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第四章 輪輻沖壓成形過(guò)程有限元模型的建立34-50
• 4.1 引言34
• 4.2 鋼圈輪輻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工藝分析34-41
• 4.2.1 輪輻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)34-35
• 4.2.2 毛坯尺寸的確定35-38
• 4.2.3 輪輻成形工藝方案的確定38-40
• 4.2.4 壓邊力的確定40
• 4.2.5 沖壓成形模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)40-41
• 4.3 輪輻拉深成形有限元模型的建立41-49
• 4.3.1 輪輻初拉深成形有限元模型的建立41-48
• 4.3.2 輪輻反拉深成形有限元模型的建立48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第五章 沖壓工藝參數(shù)的優(yōu)化與模擬結(jié)果分析50-61
• 5.1 引言50
• 5.2 輪輻成形質(zhì)量的評(píng)價(jià)50-51
• 5.3 基于數(shù)值模擬的工藝參數(shù)的優(yōu)化51-54
• 5.3.1 凹模圓角半徑對(duì)沖壓質(zhì)量的影響及其優(yōu)化51-52
• 5.3.2 模具間隙對(duì)沖壓質(zhì)量的影響及其優(yōu)化52
• 5.3.3 壓邊力對(duì)沖壓質(zhì)量的影響及其優(yōu)化52-53
• 5.3.4 摩擦系數(shù)對(duì)沖壓質(zhì)量的影響及其優(yōu)化53-54
• 5.3.5 沖壓速度對(duì)沖壓質(zhì)量的影響及其優(yōu)化54
• 5.4 輪輻拉深成形過(guò)程的數(shù)值模擬結(jié)果分析54-57
• 5.4.1 輪輻初拉深成形的數(shù)值模擬結(jié)果分析55-56
• 5.4.2 輪輻反拉深成形的數(shù)值模擬結(jié)果分析56-57
• 5.5 數(shù)值模擬結(jié)果的試驗(yàn)驗(yàn)證57-60
• 5.5.1 生產(chǎn)過(guò)程及設(shè)備57-58
• 5.5.2 數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果的對(duì)比58-60
• 5.6 本章小結(jié)60-61
• 第六章 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 總結(jié)61-62
• 6.2 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-65
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65-66
• 致謝66

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