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机械变形压力连接过程仿真及其在模具选配上的应用研究

作　者: 何涛
导　师: 石柏军
学　校: 华南理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: 机械变形连接 数值模拟 ALE网格自适应 模具参数选配方法
分类号: TG381
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 49次
引　用: 4次
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内容摘要


机械变形连接是一项起源于德国的钣金件连接技术。近年来,由于传统的钣金件连接技术越来越不能满足经济性,环保性,安全性的基本要求,机械变形连接凭借其特有的优势在世界范围内迅速发展,应用于工业各个领域,如汽车,航空航天,建筑等。然而,在国内机械变形连接研究甚少,该技术在国内的应用也远不如其他发达国家成熟。因此,本文针对于此,对机械变形连接的成型机理,仿真技术,模具参数选配方法以及关键模具几何参数与连接点质量关系进行了研究讨论。具体如下:本文建立了机械变形连接动态过程的有限元模型,讨论了模拟过程中关键技术的应用及其对有限元结果造成的影响。如速率放大,网格参数优化配置以及ALE网格自适应技术等。通过数值模拟与实验对比分析,验证了有限元数值模拟的正确性和有效性。说明了可以将机械变形数值仿真技术应用到解决实际压力连接过程中的选型,设计、质量等各种问题中去。同时本文在基于有限元数值仿真的基础之上,创新性的提出了基于体积算法的模具参数选配理论,并结合数值计算与剪切、剥离试验验证了该选配理论的正确性。最后,本文通过有限元分析结果与试验结果综合分析讨论了模具关键参数对连接点质量的影响。为机械变形连接模具选型与设计提供了理论参考价值。

全文目录


摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
第一章 绪论  11-16
  1.1 引言  11
  1.2 机械变形压力连接技术国内外的研究现状  11-13
    1.2.1 国外研究现状  11-12
    1.2.2 国内研究现状  12-13
  1.3 存在的研究问题  13
  1.4 本课题提出的背景意义及选题来源  13-14
  1.5 研究的主要内容及论文结构  14-15
  1.6 本章小结  15-16
第二章 机械变形压力连接技术  16-24
  2.1 无剪切压力连接技术  16-18
  2.2 剪切压力连接技术  18-19
  2.3 机械变形压力连接技术的连接形式  19-20
  2.4 技术优势  20-22
  2.5 机械变形压力连接技术在汽车车身制造业中应用  22-23
  2.6 本章小结  23-24
第三章 机械变形压力连接动态过程数值仿真分析  24-48
  3.1 机械变形压力连接有限元模拟理论  24-29
    3.1.1 金属塑性成形过程模拟有限元技术  24-25
    3.1.2 机械变形压力连接过程中的非线性有限元问题  25-27
    3.1.3 屈服准则与硬化规律  27-28
    3.1.4 增量理论  28-29
  3.2 有限元模型的建立  29-35
    3.2.1 机械变形压力连接过程分析  29-30
    3.2.2 材料本构方程  30-32
    3.2.3 虚功（率）方程  32
    3.2.4 刚度矩阵构造  32-33
    3.2.5 接触模型定义  33-34
    3.2.6 CAE 模型建立  34-35
  3.3 机械变形压力连接仿真分析过程中关键问题  35-44
    3.3.1 板料网格参数优化问题  35-37
    3.3.2 模拟过程最小时间问题  37-40
    3.3.3 网格自适应问题  40-44
  3.4 模拟结果  44-45
  3.5 模拟过程能量分析  45-47
  3.6 本章小结  47-48
第四章 机械变形压力连接数值仿真试验验证  48-52
  4.1 机械变形压力连接试验  48-49
  4.2 仿真结果与试验结果对比分析  49-50
    4.2.1 几何截面分析  49-50
    4.2.2 凸模压接力对比分析  50
  4.3 分析小结  50-51
  4.4 本章小结  51-52
第五章 基于动态过程仿真的压力连接模具参数选配  52-75
  5.1 模具选配理论基础  52
  5.2 机械变形压力连接选模实例  52-65
    5.2.1 连接点质量影响因素及其失效模式  52-55
    5.2.2 连接点直径、凸模直径及凹模深度范围的确定  55-62
    5.2.3 模具参数选配  62-65
  5.3 模具选配试验及结果分析  65-71
    5.3.1 试验设计  65-66
    5.3.2 连接点质量检测试验  66-69
    5.3.3 试验结果分析  69-71
  5.4 主要模具参数与连接点质量关系讨论分析  71-74
  5.5 本章小结  74-75
结论与展望  75-77
  结论  75
  展望  75-77
参考文献  77-81
攻读硕士学位期间取得的研究成果  81-82
致谢  82

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属压力加工 > 冷冲压（钣金加工） > 冷冲原理
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