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弧棱U型截面梁成形回弹研究及轿车侧围门槛工艺开发
| 论文题名： | 弧棱U型截面梁成形回弹研究及轿车侧围门槛工艺开发 |
| 关键词： | 高强钢;弧棱U型截面梁;车架焊接成形;回弹变形;残余应力;弹性模量 |
| 摘要： | 中高档轿车车身大多是由高强钢弧棱U型截面梁焊接而成，弧棱U型截面梁的成形和回弹比直棱 U型截面梁要复杂得多。加之由于高强钢材料本身具有较高的弹性模量，使得零件在成形、切边、整形等过程中都会出现较大的回弹变形，严重影响车架焊接整体质量。弧棱 U型截面梁由于回弹形式、回弹机理比较复杂，影响回弹的参数较多，回弹控制难以把握，需要对带有弧线形的梁类零件进行全面、系统的研究，为工艺方案制定的合理性、模具制造的精确性、产品质量的优越性提供理论依据。 首先，本研究以高强钢弧棱 U型截面梁为研究对象，基于金属塑性成形理论，根据零件的几何、成形特点，对其进行不同区域的划分，分析了各区域的回弹形式，并在对成形过程中的边界条件、屈服准则、加工硬化等假设的基础上，采用主应力法，对弧棱 U型截面梁各区域的回弹建立理论分析模型，推导了各区域的应力、应变、假想的弯矩、不同形式的回弹角的计算公式。 其次，以拉深和弹塑性力学理论为指导，以一定曲率、翼子板宽度、拉深深度的弧棱U型截面梁为研究对象，根据力平衡法，得出了该零件在垂直截面i上合阻力的变化规律。采用有限元软件ABAQUS，建立了有限元分析模型，对其进行验证，并探讨了零件在成形过程中材料的流动规律，加载后零件各区域的应力及卸载后各区域残余应力的变化规律。 再次，为研究几何、工艺参数对回弹的影响规律，利用有限元软件dynaform，建立了有限元分析模型，探讨了棱线曲率半径、翼子板宽度、摩擦系数、凸模圆角半径、凹模圆角半径对弧棱 U型截面梁回弹的影响规律。同时，通过物理实验验证得到了不同曲率、翼子板宽度的零件在成形过程中材料的流动规律，及不同翼子板宽度和棱线曲率半径对回弹的影响。 最后，应用以上成果，以某车型的侧围门槛后连接板为例，制定了合理的工艺方案，并对其进行回弹分析。 通过对弧棱U型截面梁进行理论分析、有限元模拟及物理实验研究，归纳出了回弹形式、回弹计算公式及各工艺参数相互影响等，为汽车车身零件的制造提供了理论指导，具有一定的实际应用价值。 |
| 作者： | 朱祥 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 邓明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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