本文關(guān)鍵詞：溫?zé)釠_壓成形條件下鋁合金FLD影響因素及應(yīng)用研究

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【摘要】：近些年，國內(nèi)汽車產(chǎn)銷量和保有量的持續(xù)增加，能源和污染等問題日益嚴(yán)重。汽車輕量化可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，是解決能源和污染問題的有效的措施之一。隨著汽車輕量化的提出，對于輕量化材料的研究成為近幾年熱門課題。鋁合金因其具有一系列優(yōu)良性能已經(jīng)成為最理想的汽車輕量化材料之一。但是，鋁合金室溫下成形性能較差，無法通過冷成形工藝加工形狀復(fù)雜的構(gòu)件，采用溫?zé)岢尚喂に嚳梢院芎玫慕鉀Q鋁合金室溫條件下成形性能較差的問題。 成形極限圖（Forming Limit Diagram，簡稱FLD），在分析板料沖壓成形的破裂和仿真模擬時經(jīng)常使用，是板料可成形性CAE分析的重要判斷標(biāo)準(zhǔn)之一。在溫?zé)岢尚螚l件下，鋁合金板料在沖壓過程中需要溫?zé)岢尚螚l件下的FLD來判斷板料的成形性能。但是國內(nèi)外對于溫?zé)岢尚螚l件下FLD的研究相對較少。同時，由于受到實(shí)驗(yàn)溫度和實(shí)驗(yàn)條件的限制，在溫?zé)岢尚螚l件下很難獲得標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的準(zhǔn)確的FLD，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)之間存在誤差。因此溫?zé)岢尚螚l件下FLD影響因素的研究對于準(zhǔn)確FLD的獲得及應(yīng)用具有重要意義。 本文首先在溫?zé)岢尚螚l件下5754鋁合金FLD實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，建立5754鋁合金FLD實(shí)驗(yàn)的有限元模型，，將仿真數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。其中重點(diǎn)在于5754鋁合金材料模型的選擇以及FLD實(shí)驗(yàn)中三種拉延筋有限元模型的對比和選擇，并選用等效拉延筋模型進(jìn)行有限元仿真模擬。 隨后，應(yīng)用準(zhǔn)確的有限元模型進(jìn)行一系列仿真模擬，分析溫?zé)岢尚螚l件下FLD實(shí)驗(yàn)影響因素對FLD準(zhǔn)確性的影響并量化實(shí)驗(yàn)誤差。其中重點(diǎn)分析FLD實(shí)驗(yàn)的幾何尺寸和摩擦系數(shù)這兩個影響因素對FLD五方面的影響，包括對FLD實(shí)驗(yàn)整體、平面應(yīng)變狀態(tài)、雙軸拉伸應(yīng)變狀態(tài)、單軸拉伸應(yīng)變狀態(tài)以及試樣斷裂位置的影響。研究所得結(jié)論對溫?zé)岢尚螚l件下鋁合金成形性的判斷提供更準(zhǔn)確的判斷標(biāo)準(zhǔn)，是鋁合金在車身上大量應(yīng)用的基礎(chǔ)。 最后，在溫?zé)岢尚螚l件下，應(yīng)用修正實(shí)驗(yàn)誤差的FLD作為仿真分析的判斷標(biāo)準(zhǔn)，對5754鋁合金車門外板的沖壓成形性進(jìn)行分析。經(jīng)過分析可知：1）添加拉延筋可以改善成形過程中出現(xiàn)的起皺等缺陷，是改善板料成形質(zhì)量的有效方法；2）在適當(dāng)范圍內(nèi)增大虛擬沖壓速度可以提高計(jì)算效率，并且仿真模擬的準(zhǔn)確性不受虛擬沖壓速度增大的影響。
【關(guān)鍵詞】：成形極限圖（FLD） 溫?zé)釠_壓成形 鋁合金 誤差分析 有限元仿真分析
【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】：2015
【分類號】：TG306
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 課題背景11-12
• 1.2 鋁合金在汽車車身輕量化方面的應(yīng)用及發(fā)展12-14
• 1.2.1 鋁合金簡介12-13
• 1.2.2 鋁合金在車身輕量化方面的應(yīng)用及發(fā)展13-14
• 1.3 成形極限圖14-22
• 1.3.1 成形極限圖簡介14-16
• 1.3.2 成形極限圖的獲得16-18
• 1.3.3 成形極限圖的研究進(jìn)展18-21
• 1.3.4 溫?zé)岢尚螚l件下的成形極限圖21-22
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容22-23
• 第2章 溫?zé)岢尚螚l件下 FLD 實(shí)驗(yàn)有限元模型的建立23-45
• 2.1 溫?zé)岢尚螚l件下 5754 鋁合金 FLD 實(shí)驗(yàn)23-25
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)所用試樣材料以及試樣尺寸23-24
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果24-25
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析25
• 2.2 溫?zé)岢尚螚l件下 5754 鋁合金 FLD 實(shí)驗(yàn)有限元模型的建立25-43
• 2.2.1 5754 鋁合金材料模型的選擇25-29
• 2.2.2 FLD 實(shí)驗(yàn)中拉延筋有限元模型的對比和選擇29-43
• 2.3 本章小結(jié)43-45
• 第3章 溫?zé)岢尚螚l件下 FLD 實(shí)驗(yàn)影響因素分析及誤差量化45-57
• 3.1 溫?zé)岢尚螚l件下有限元仿真內(nèi)容介紹45
• 3.2 影響因素對 FLD 影響的分析及誤差的量化45-55
• 3.2.1 影響因素對 FLD 整體的影響46-47
• 3.2.2 影響因素對平面應(yīng)變狀態(tài)的影響47-48
• 3.2.3 影響因素對雙軸拉伸應(yīng)變狀態(tài)的影響48-49
• 3.2.4 影響因素對單軸拉伸應(yīng)變狀態(tài)的影響49-53
• 3.2.5 影響因素對斷裂位置的影響53-55
• 3.3 本章小結(jié)55-57
• 第4章 溫?zé)岢尚螚l件下鋁合金 FLD 車身應(yīng)用分析57-69
• 4.1 溫?zé)岢尚螚l件下準(zhǔn)確的鋁合金 FLD57-59
• 4.2 車門外板沖壓成形有限元仿真模擬59-63
• 4.2.1 幾何模型的建立59-61
• 4.2.2 接觸和邊界條件的設(shè)置61
• 4.2.3 仿真結(jié)果及分析61-63
• 4.3 車門外板沖壓成形 FLD 應(yīng)用分析63-68
• 4.3.1 拉延筋對成形質(zhì)量的影響63-65
• 4.3.2 虛擬沖壓速度對仿真準(zhǔn)確性的影響65-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第5章 總結(jié)和展望69-71
• 5.1 總結(jié)69
• 5.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 作者簡介及科研成果77-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：679860