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汽车后风挡玻璃成形过程数值模拟技术研究
| 论文题名： | 汽车后风挡玻璃成形过程数值模拟技术研究 |
| 关键词： | 汽车风挡玻璃;生产工艺;机械特性;数值模拟;粘弹性材料 |
| 摘要： | 汽车后风挡玻璃属于重要的法规部件，它的制造要求非常严格且成形过程十分复杂。目前人们对其成形过程的认识还停留在经验主义层面，实际生产制造也主要依靠试错法。因此，对成形过程进行研究并建立一套相对成熟准确的有限元模型是具有重要的实际意义和理论价值的。 论文首先对后风挡玻璃的生产工艺流程进行了实地调研。通过分析各种成形模具和成形结果之间的关联性，给出了对于高温状态下玻璃的成形过程更加科学合理的描述。为了准确定义高温下玻璃的机械特性，对玻璃材料的微观组织结构以及宏观温——黏特性曲线进行了分析和研究。结合工厂实际生产过程，最终将高温玻璃定义为线性粘弹性固体。 深入研究了粘弹性理论，对微分型本构方程和积分型本构方程进行了分析对比，并选定了微分型本构方程的形式。随后，对几种典型的微分型本构方程进行了推导计算和分析，最后确定了Burgers模型用以描述高温玻璃的力学行为。为了获取微分型本构方程的材料参数需要设计并实施试验。课题研究对国内外现有的试验方法和仪器进行了调研，总结了高温玻璃试验所具有的特殊性，并指出现有条件下，实施试验在技术上还面临诸多挑战。最后指出，原位SEM纳米压痕试验仪是最有可能解决这一难题的试验仪器。 研究选用大型通用商用有限元软件 ABAQUS作为仿真平台。首先对 ABAQUS中粘弹性理论的算法和粘弹性材料的定义方式进行了细致的分析说明。通过参考他人的实验数据并将其转化为ABAQUS内部运算使用的普罗尼技术形式成功定义了粘弹性材料。最后通过简化模型、定义材料属性、选取单元、划分网格、定义接触以及施加载荷仿真了玻璃成形的过程。仿真的结果定性地证明了研究的正确性。 |
| 作者： | 李士行 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 史艳国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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