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变截面板方盒件冲压成形性能研究

作　者: 王友华
导　师: 袁国定；姜银方
学　校: 江苏大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 连续变截面板轻量化冲压成形优化
分类号: TG386.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着汽车产业的发展,现代汽车结构、性能和技术的重要发展方向是减重、节能、提高安全性和降低废气排放,实现这一目标的重要手段之一是实现汽车车身轻量化。应汽车轻量化要求,连续变截面板成形技术应运而生,其旨在减少汽车重量,降低汽车油耗,减少环境污染等问题。虽然连续变截面板的研究才刚起步,在生产、制造、成形等方面还很不够成熟,但其在汽车轻量化研究中起到了关健作用,展示了诱人前景,对此进行研究具有很大意义。基于此,本文研究一种显著减轻车身重量的新型薄板——连续变截面板,其应用将为汽车工业带来长足进步。本文以连续变截面板方盒件为研究对象,采用基于数值模拟和正交优化相结合的方法,通过数值模拟揭示在不同成形参数下连续变截面板方盒件的冲压成形性能。本课题的研究将为连续变截面板在车身覆盖件中的广泛应用提供基础条件,并可以有效提高连续变截面板的冲压成形性能。主要研究工作如下:1)首先综述开展连续变截面板的研究背景、成形特点和研究现状,重点介绍连续变截面板在汽车工业中的应用,并对国内外有关盒形件拉深成形研究进行综述,更好地指导了连续变截面板方盒件的拉深成形研究;2)对盒形件拉深成形进行理论阐述,着重分析其成形特点与成形机理;对连续变截面板方盒件的拉深成形机理、成形过程中可能出现的缺陷等进行分析,为连续变截面板方盒件及车身覆盖件或结构件的成形研究提供了理论基础;3)介绍基于ABAQUS大型有限元软件的连续变截面板方盒件数值模拟的一般过程,建立了有限元模型,并对虚拟冲头速度的确定进行分析,为连续变截面板方盒件冲压成形提供了仿真基础;4)通过对连续变截面板方盒件的冲压成形分析,研究在不同压边力、板料厚度比、凹模圆角半径以及坯料形状与尺寸等参数下,对过渡区移动、成形深度、应变路径以及板料厚向应变等对比研究来分析不同成形参数对方盒件成形的影响;5)对连续变截面板方盒件冲压成形性能的优化研究。针对成形过程中压边力、板料厚度比、凹模圆角半径和坯料形状与尺寸等因素提出基于正交设计的优化技术,对连续变截面板方盒件冲压成形进行优化,提高了其成形性能,为连续变截面板方盒件冲压成形参数的选择提供了可靠依据;6)最后,对本文研究内容进行总结,对进一步的研究工作进行展望。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-20
  1.1 课题研究背景  10-11
  1.2 变截面板成形特点  11-13
    1.2.1 轧制工艺特点  11-12
    1.2.2 成形性能特点  12-13
  1.3 国内外研究现状  13-18
    1.3.1 国内外有关盒形件拉深成形的研究现状  13-15
    1.3.2 变截面板的研究现状  15-18
  1.4 课题研究的内容  18-19
  1.5 本章小结  19-20
第二章变截面板方盒件拉深成形理论基础  20-32
  2.1 引言  20
  2.2 盒形件拉深成形的理论分析  20-23
    2.2.1 盒形件的成形特点  20-21
    2.2.2 盒形件的成形机理  21-23
  2.3 变截面板方盒件拉深成形过程分析  23-26
  2.4 变截面板方盒件拉深成形缺陷分析  26-31
    2.4.1 起皱分析  26-28
    2.4.2 拉裂分析  28-31
  2.5 本章小结  31-32
第三章变截面板方盒件有限元模型建立  32-44
  3.1 引言  32
  3.2 变截面板方盒件有限元的模拟过程  32-39
    3.2.1 模型的前处理  33-36
    3.2.2 模型的求解  36-37
    3.2.3 模型的后处理  37-39
  3.3 变截面板方盒件的仿真模型  39-42
    3.3.1 仿真模型的确定  39-41
    3.3.2 板料的性能参数  41-42
  3.4 虚拟冲头速度的确定  42-43
  3.5 本章小结  43-44
第四章变截面板方盒件冲压成形特性研究  44-64
  4.1 引言  44
  4.2 冲压成形方案的确定  44-46
  4.3 不同压边力对冲压成形的影响  46-50
  4.4 不同凹模圆角半径对冲压成形的影响  50-54
  4.5 不同板料厚度比对冲压成形的影响  54-58
  4.6 不同板料形状与尺寸对冲压成形的影响  58-61
  4.7 本章小结  61-64
第五章变截面板方盒件成形参数优化  64-73
  5.1 引言  64
  5.2 正交优化  64-69
    5.2.1 正交设计基础  65-66
    5.2.2 正交优化目的以及考核指标  66
    5.2.3 确定影响优化指标的因素及水平  66-67
    5.2.4 正交表设计  67-69
  5.3 优化结果分析  69-72
  5.4 本章小结  72-73
第六章总结与展望  73-75
  6.1 本文研究总结  73
  6.2 下一步的工作  73-75
致谢  75-76
参考文献  76-79
作者在攻读硕士学位期间发表的论文  79

变截面板方盒件冲压成形性能研究

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