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左/右中立柱里板成形数值模拟及回弹分析

作　者: 葛旋
导　师: 黄尚宇；孙丽霞
学　校: 武汉理工大学
专　业: 材料工程
关键词: 高强度钢板 数值模拟 冲压回弹 Autoform
分类号: U463
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着汽车工业的快速发展,汽车的节能与安全性能受到越来越多的重视,车身的轻量化可以降低能耗,同时高强度材料的应用可以保证车身的安全性能,因此轻量化成为汽车行业发展的趋势。目前高强度钢板材料在汽车制造业中使用比重越来越大,但是高强度钢板材料具有很高的强度及韧性,成形困难,主要表现在：一是对成形设备和模具材料的要求比以前更高；二是零件成形后的尺寸精度较低,回弹的波动较大。冲压出来的覆盖件的最终形状是由成形后的回弹量决定,因此回弹现象非常值得我们研究。当卸载压边力之后回弹过于严重还会对后续工序如焊装、总装等工序造成影响。为了提高覆盖件成形精度,保证整车的装配效率,我们需要对板料回弹进行准确预测和有效控制。本文以某型汽车中立柱里板为研究对象,通过有限元模拟软件AUTOFORM,对中立柱里板的回弹规律进行研究,并采取措施控制回弹。本文主要的研究内容如下：(1)对高强度钢板材料应用现状及板料冲压回弹的研究现状进行概述。(2)系统阐述了有限元模拟理论,通过几种不同的板料成形过程分析方法对比,总结出有限元数值模拟是目前预测回弹的非常有效的方法。(3)使用AUTOFORM对中立柱里板进行数值模拟,建立中立柱里板有限元分析模型,确定其成形工艺参数设置,对其进行冲压成形模拟仿真,分析模拟中出现的问题,调整工艺参数,对普通钢和高强钢的成形性能做定性分析。(4)基于正交试验分析工艺参数对回弹的影响,通过调整模型结构取得较好的工程应用效果。以上研究成果形成了一套可用于覆盖件冲压工艺设计的思路,为制定覆盖件冲压工艺方案提供理论依据。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-10
第1章 绪论  10-20
  1.1 课题背景及意义  10-11
    1.1.1 课题背景  10
    1.1.2 课题意义  10-11
  1.2 汽车轻量化意义及概念  11-12
  1.3 高强钢板  12-14
    1.3.1 高强度钢的定义及种类  12-13
    1.3.2 高强度钢板的研究现状和发展趋势  13-14
  1.4 板料的回弹  14-19
    1.4.1 弯曲回弹机理  14-15
    1.4.2 回弹分析的研究历史与发展现状  15-16
    1.4.3 板料回弹类型  16
    1.4.4 回弹模拟的方法  16
    1.4.5 板料回弹量的表征方法  16-18
    1.4.6 影响板料回弹的因素  18-19
  1.5 课题的主要研究内容  19
  1.6 本章小结  19-20
第2章 板料冲压成形模拟有限元理论  20-30
  2.1 有限元求解方法  20-21
  2.2 各向异性屈服准则  21-22
    2.2.1 Hill准则  21
    2.2.2 Barlat准则  21-22
    2.2.3 von Mises屈服准则  22
  2.3 材料模型  22
  2.4 单元公式  22-23
  2.5 网格自适应技术  23
  2.6 接触与摩擦  23-24
    2.6.1 接触算法  24
    2.6.2 摩擦处理  24
  2.7 成形极限图  24-25
  2.8 板料冲压成形的研究方法  25-26
    2.8.1 实验分析法  25-26
    2.8.2 经典理论分析法  26
    2.8.3 有限元数值模拟法  26
  2.9 本课题使用的AUTOFORM软件简介  26-29
  2.10 本章小结  29-30
第3章 中立柱内板冲压成形数值模拟  30-48
  3.1 冲压成形的缺陷的分析  30
  3.2 模型分析及工艺分析  30-35
    3.2.1 拉延方向的选定  32
    3.2.2 压料面及工艺补充面  32-33
    3.2.3 拉深筋作用  33-35
  3.3 模具CAD  35
  3.4 初步模拟以及结果分析  35-38
  3.5 模拟参数对成形性能的影响  38-45
    3.5.1 压边力对成形性能图(FLD)的影响  38-41
    3.5.2 摩擦因素对成形性能图(FLD)的影响  41-45
  3.6 结果优化分析  45-47
  3.7 本章小结  47-48
第4章 中立柱里板的回弹分析  48-58
  4.1 回弹数值模拟  48-49
  4.2 中立柱里板回弹正交试验的设计  49-54
    4.2.1 因素水平的选取  50
    4.2.2 回弹模拟的回弹量表征方法  50
    4.2.3 正交试验表  50-51
    4.2.4 多工艺参数组合对回弹影响的分析  51-54
  4.3 工程应用  54-56
  4.4 控制回弹的措施  56-57
  4.5 本章小结  57-58
第5章 结论与展望  58-60
  5.1 结论  58-59
  5.2 展望  59-60
参考文献  60-63
致谢  63

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件
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