發(fā)布時間：2017-09-16 12:00

  本文關鍵詞：脈動液壓成形條件下管材塑性硬化規(guī)律的研究

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【摘要】：管材液壓成形(THF)技術具有生產成本低,零件質量輕、強度高等優(yōu)點,是實現(xiàn)汽車輕量化的主要途徑。管材脈動液壓成形技術是采用具有一定脈動頻率f和振幅ΔP變化的液壓力作用于管材內部,使其發(fā)生塑性變形的成形技術,該技術作為THF研究中的一個新熱點,有望成為提高管材成形性能的新技術。準確的管材塑性硬化模型對管材成形機理的分析具有重要影響,并且有限元模擬的結果精度很大程度上也取決于準確的管材塑性硬化模型。因此,本文對脈動液壓成形時管材的塑性硬化規(guī)律展開研究具有重要的理論意義。本文中,(1)基于管材液壓成形的受力條件、塑形增量理論、塑形變形功原理等,構建出管材液壓成形的塑性硬化模型。(2)對SS304不銹鋼管材分別進行脈動(多種頻率和振幅)和非脈動液壓成形(振幅和頻率均為0)試驗,獲取管材脹形區(qū)的變形數(shù)據(jù)。(3)基于上述試驗變形數(shù)據(jù),分別對管材在脈動和非脈動液壓成形條件下的塑性硬化模型定量化(確定塑性硬化模型中的參數(shù))。(4)建立管材液壓成形的有限元模型,分別將單向拉伸、脈動液壓成形、非脈動液壓成形三種條件下得到的管材塑性硬化關系作為材料模型,對管材脈動和非脈動液壓成形過程分別進行有限元模擬,通過對比試驗結果與模擬結果,來檢驗所構建出管材液壓成形的塑性硬化模型的精度。(5)對管材脈動液壓成形性及變形規(guī)律進行分析:分析了脈動參數(shù)對管材成形性和塑性硬化規(guī)律的影響,對比了脈動和非脈動液壓成形時管材脹形區(qū)的壁厚、應變、應力等的分布規(guī)律,探討了造成管材脈動和非脈動液壓成形差異的原因。研究表明:(1)本文提出的方法無需對管材脹形輪廓進行假設,通過應變測量系統(tǒng)在線測量管材變形數(shù)據(jù),很方便的確定出管材的塑性硬化關系。通過對比模擬結果與試驗結果,證明本文建立的塑性硬化模型具有較高的精度。(2)通過對比脈動和非脈動液壓成形管材破裂時脹形區(qū)的壁厚、周向和軸向應變、最大脹形高度等,證明脈動液壓具有提高管材成形性的作用。(3)當頻率f≤1.7 c/s時或振幅ΔP≤3.34MPa時,頻率或振幅越大,則管材破裂時的最小壁厚越小、周向應變越大、軸向應變絕對值越小、最大脹形高度越大。而當頻率f≥2.1 c/s或振幅ΔP≥3.92 MPa時,則是在頻率和振幅的某種組合下能獲得較好的管材變形程度,而非隨頻率或振幅的增加,管材成形性就越好;(4)脈動液壓成形時管材的等效應力應變曲線具有不同波動現(xiàn)象,在分析脈動參數(shù)范圍內,隨振幅和頻率的增大,管材等效應力應變曲線的波動程度越明顯,等效應力應變曲線的高度也越高。(5)脈動液壓成形時,管材脹形區(qū)不同位置的壁厚分布更均勻,且壁厚減薄量更大,周向應變量也更大,而軸向應變則更小。(6)管材脈動液壓成形時內部液壓力處于循環(huán)加載-卸載的狀態(tài),促進了管端材料的收縮,使脹形區(qū)材料得到了及時補充,從而提高了管材的成形性能。
【關鍵詞】：管材 液壓成形 脈動 增量理論 塑性硬化模型
【學位授予單位】：桂林電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG394
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 引言8-18
• 1.1 課題研究的背景和意義8-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 管材塑性硬化模型10-13
• 1.2.2 管材脈動液壓成形13-14
• 1.3 課題來源及研究內容14-15
• 1.4 研究方案及技術路線15-17
• 1.5 本章小結17-18
• 第二章 管材液壓成形塑性硬化模型的建立18-25
• 2.1 前言18
• 2.2 受力模型的構建18-22
• 2.3 等效應變的確定22-23
• 2.4 等效應力的確定23-24
• 2.5 本章小結24-25
• 第三章 管材脈動液壓成形試驗研究25-39
• 3.1 前言25
• 3.2 試驗系統(tǒng)結構組成25-32
• 3.2.1 液壓供應系統(tǒng)26-27
• 3.2.2 脈動產生系統(tǒng)27-29
• 3.2.3 管材成形模具29-30
• 3.2.4 數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)30-32
• 3.3 試驗材料32-33
• 3.4 脈動加載曲線的確定33-35
• 3.5 試驗內容及過程35-36
• 3.5.1 脈動液壓成形試驗35-36
• 3.5.2 非脈動液壓成形試驗36
• 3.6 試驗數(shù)據(jù)獲取方法36-38
• 3.7 本章小結38-39
• 第四章 管材塑性硬化模型的定量化及驗證39-53
• 4.1 前言39
• 4.2 應變增量與軸向曲率半徑的確定39-42
• 4.2.1 應變增量的確定39-40
• 4.2.2 軸向曲率半徑的確定40-42
• 4.3 管材塑性硬化模型的定量化42-43
• 4.4 管材塑性硬化模型的精度驗證43-52
• 4.4.1 有限元軟件DYNAFORM簡介43-45
• 4.4.2 有限元建模過程45-47
• 4.4.3 有限元模擬內容47-48
• 4.4.4 驗證結果分析48-52
• 4.5 本章小結52-53
• 第五章 管材脈動液壓成形性及變形規(guī)律的分析53-77
• 5.1 前言53
• 5.2 脈動參數(shù)對成形性的影響53-69
• 5.2.1 頻率對成形性的影響53-62
• 5.2.2 振幅對成形性的影響62-69
• 5.3 脈動參數(shù)對塑性硬化規(guī)律的影響69-72
• 5.3.1 頻率對塑性硬化規(guī)律的影響規(guī)律69-71
• 5.3.2 振幅對塑性硬化規(guī)律的影響規(guī)律71-72
• 5.4 脈動與非脈動液壓成形時變形規(guī)律的對比72-75
• 5.4.1 壁厚分布規(guī)律72-73
• 5.4.2 應變分布規(guī)律73-75
• 5.5 脈動和非脈動液壓成形成形差異原因的探討75
• 5.6 本章小結75-77
• 第六章 結論與展望77-80
• 6.1 結論77-78
• 6.2 展望78-80
• 參考文獻80-84
• 致謝84-85
• 作者在攻讀碩士期間的主要研究成果85

【參考文獻】

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本文編號：862902