本文關(guān)鍵詞：重卡脹壓成形橋殼推壓拉拔縮徑工藝研究

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【摘要】：橋殼是汽車的主要承載構(gòu)件之一,脹壓成形工藝是橋殼制造的先進(jìn)技術(shù),制造的橋殼具有壁厚分布合理、強(qiáng)度剛度高且沒(méi)有焊縫等優(yōu)點(diǎn)。該工藝選用合適規(guī)格的無(wú)縫鋼管,并對(duì)鋼管進(jìn)行端部縮徑和中部脹形獲得預(yù)成形管坯,之后對(duì)預(yù)成形管坯壓制成形得到橋殼制件。管坯端部縮徑是預(yù)成形制坯的重要組成部分,目前使用的推壓式自由縮徑存在縮徑區(qū)壁厚增加量大和殘余應(yīng)力過(guò)大等問(wèn)題,過(guò)大的殘余應(yīng)力易導(dǎo)致管坯端部開裂且影響橋殼使用性能。采用外拉內(nèi)置芯軸進(jìn)行縮徑的推壓拉拔工藝有助于解決推壓縮徑的不足,目前對(duì)推壓拉拔縮徑管坯的變形特征、管坯內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)和縮徑參數(shù)對(duì)成形的影響等尚不清楚,本文對(duì)該縮徑工藝進(jìn)行了系統(tǒng)研究。建立了推壓拉拔縮徑管坯變形的力學(xué)模型,分析了縮徑管坯的變形特征和各變形區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài);給出了管坯縮徑時(shí)縮徑力與縮徑系數(shù)和摩擦系數(shù)等縮徑參數(shù)的關(guān)系,定性分析了芯軸外徑和外拉速度對(duì)縮徑力的影響規(guī)律。以某載重10t橋殼為研究對(duì)象,利用有限元軟件ABAQUS建立了推壓拉拔縮徑工藝仿真模型。通過(guò)仿真,分析了推壓拉拔縮徑與自由推壓縮徑管坯變形的應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài),對(duì)比了兩者在縮徑區(qū)壁厚、殘余應(yīng)力和管坯伸長(zhǎng)量等方面差異。改變縮徑系數(shù)和管坯與模具接觸面的摩擦系數(shù),得出了該參數(shù)對(duì)縮徑力的影響規(guī)律;調(diào)整芯軸外徑和拉拔速度,分析芯軸外徑和拉拔速度對(duì)縮徑力和管坯變形的影響規(guī)律,給出了合適的壁厚控制率和芯軸外拉最小臨界速度;建立了管坯受軸向壓力時(shí)的仿真模型,指出當(dāng)工藝參數(shù)設(shè)定不當(dāng)時(shí)易使得管坯縮徑力過(guò)大,導(dǎo)致管坯在縮徑凹模前端發(fā)生起皺失穩(wěn)。最后根據(jù)仿真結(jié)果,給出了該橋殼的合理縮徑參數(shù)并對(duì)縮徑力的理論分析進(jìn)行修正。按橋殼疲勞試驗(yàn)要求對(duì)施加縮徑殘余應(yīng)力的縮后管坯進(jìn)行強(qiáng)度仿真,并將仿真結(jié)果導(dǎo)入MSC.FATIGUE軟件進(jìn)行縮徑管坯疲勞壽命分析,對(duì)比推壓拉拔縮徑管坯、自由推壓縮徑管坯和縮徑后退火管坯的疲勞壽命,揭示縮徑殘余應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的影響。
【關(guān)鍵詞】：推壓拉拔縮徑 脹壓成形橋殼 殘余應(yīng)力 縮徑參數(shù) 芯軸
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.218.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 橋殼液壓脹形研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 管材縮徑研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 推壓拉拔縮徑管坯變形和應(yīng)力應(yīng)變分析16-32
• 2.1 自由式推壓縮徑工藝簡(jiǎn)介16-22
• 2.1.1 自由式推壓縮徑管坯變形過(guò)程16-17
• 2.1.2 自由式推壓縮徑有限元分析和試驗(yàn)17-22
• 2.2 推壓拉拔縮徑變形分析22-27
• 2.2.1 推壓拉拔縮徑與傳統(tǒng)芯軸縮徑對(duì)比23
• 2.2.2 推壓拉拔縮徑變形過(guò)程分析23-25
• 2.2.3 管坯內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的應(yīng)力分析25-26
• 2.2.4 管坯內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的應(yīng)變分析26-27
• 2.3 脹壓成形工藝簡(jiǎn)介27-29
• 2.4 推壓拉拔縮徑變形及應(yīng)力應(yīng)變仿真29-31
• 2.4.1 推壓拉拔縮徑有限元模型建立及管坯成形特征29
• 2.4.2 推壓拉拔與自由式縮徑幾何尺寸對(duì)比29-30
• 2.4.3 推壓拉拔縮徑與自由縮徑直臂區(qū)應(yīng)力對(duì)比30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 推壓拉拔縮徑力分析和工藝參數(shù)設(shè)計(jì)32-42
• 3.1 推壓拉拔縮徑力分析32-39
• 3.1.1 基本假設(shè)33
• 3.1.2 變形屈服條件、縮徑壁厚增加量及等效應(yīng)變33-35
• 3.1.3 管坯縮徑力計(jì)算35-39
• 3.2 橋殼縮徑工藝主要參數(shù)設(shè)計(jì)39-41
• 3.2.1 縮徑系數(shù)分配39-40
• 3.2.2 縮徑芯軸外徑設(shè)計(jì)40
• 3.2.3 縮徑凹模錐角確定40-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第4章 推壓拉拔縮徑有限元模擬42-55
• 4.1 縮徑管坯失穩(wěn)和縮徑允許極限軸向力仿真42-45
• 4.1.1 管坯失穩(wěn)模型建立和失穩(wěn)極限載荷仿真42-43
• 4.1.2 管坯長(zhǎng)度對(duì)失穩(wěn)載荷的影響43
• 4.1.3 縮徑模具作用下允許極限軸向力仿真43-45
• 4.2 穩(wěn)定減徑階段縮徑力仿真與修正系數(shù)KS確定45-47
• 4.3 推壓拉拔縮徑力模擬分析47-54
• 4.3.1 推壓拉拔縮徑工藝參數(shù)對(duì)縮徑力影響47-53
• 4.3.2 某載重 10t橋殼推壓拉拔縮徑工藝制定53
• 4.3.3 完整縮徑工藝模擬仿真53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 推壓拉拔縮徑管坯疲勞分析55-66
• 5.1 前言55
• 5.2 MSC.FATIGUE疲勞軟件簡(jiǎn)介和疲勞分析基礎(chǔ)55-59
• 5.2.1 MSC.FATIGUE分析軟件介紹55-56
• 5.2.2 疲勞損傷介紹56-57
• 5.2.3 應(yīng)力-壽命曲線57-59
• 5.3 推壓拉拔縮徑實(shí)體仿真59-61
• 5.4 縮徑管坯疲勞壽命分析61-65
• 5.4.1 縮徑后管坯垂向力加載61
• 5.4.2 表面狀況及載荷曲線的確定61-62
• 5.4.3 直臂區(qū)疲勞壽命分析62-65
• 5.5 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果70-71
• 致謝71

【相似文獻(xiàn)】

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1 郭順顯;縮徑管的開發(fā)與應(yīng)用[J];管道技術(shù)與設(shè)備;1997年03期

2 張賓賓;李萍;唐勇;王成;;汽車橋殼管坯推壓縮徑工藝研究[J];精密成形工程;2010年03期

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2 鄧建懂;變徑薄壁件粘性介質(zhì)外壓縮徑的試驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：1070085