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汽车桥壳液压胀形的数值模拟分析
| 论文题名： | 汽车桥壳液压胀形的数值模拟分析 |
| 关键词： | 汽车桥壳;液压胀形;数值模拟;产品开发 |
| 摘要： | 面对资源与环境的严峻挑战，推进汽车轻量化以降低能耗、保护环境，是汽车行业急需解决的重要研究课题。应用管材液压胀形新工艺制造汽车轻量化构件是最近十几年发展的新技术。由于汽车后桥壳截面形状为复杂的异形截面，加之液压成形本身是一个复杂的力学过程，所以最终液压胀形成型的桥壳的成形性与质量不仅与管材材料性能密切相关，而且受到轴向推力、胀形液压压力及其组合等加工工艺参数的影响。传统的新产品的开发设计依赖于试错法。该生产工艺方法已经不能满足快速、高效开发高质量产品的需要。基于现代设计理论的新产品开发方法亟待研究。 本文应用非线性有限单元法，对某型号汽车后桥壳液压胀形过程进行了数值模拟，分析了内部胀形压力与轴向进给量等工艺参数的匹配对成形效果的影响，给出了成功胀形后管坯的应力、应变及厚度的分布情况，应用成形极限图（FLD）分析了桥壳成形性，模拟了不同加载路径下管坯的变形结果，总结出汽车桥壳液压胀形的最优加载路径，分析了产生各种缺陷的原因，给出了简单的破裂判据，分析了纬向小圆角的成形特点。分析了控制模宽度对液压胀形结果的影响。研究了有限元模拟中单元的选择对模拟精度的影响。 模拟结果与典型实验结果的对比，管坯第一步胀形后最大胀出部位直径为146.26mm，误差值为0.87％，中间胀形部位直径为131.68mm，与实验结果产生1.7%的误差。第二步成功胀形后，桥壳的最小厚度为3.28mm，与实验结果相差3.5%，误差与实验结果相比均在允许范围内。对比结果表明了本研究的建模及模拟方法的正确性。 本文研究的成果对缩短汽车桥壳等液压胀形成型件的开发周期、降低开发成本、提高产品质量，具有重要参考价值。 |
| 作者： | 孙博 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 陆宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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