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AA6016铝合金发动机罩成形工艺研究及强度性能分析
| 论文题名： | AA6016铝合金发动机罩成形工艺研究及强度性能分析 |
| 关键词： | 铝合金;发动机罩;成形工艺;强度性能;车身外板件 |
| 摘要： | 随着汽车工业现代化的快速发展，全球汽车的产销量和保有量都逐年增加，这导致了能源消耗、环境污染和交通事故多发等一系列问题。响应国家号召，着力发展乘用车铝合金材料，由于6000系铝合金成形性焊接性良好，强度适中，具有应变强化和时效强化，在作为车身轻量化材料推广时受到了国内外学者和企业的一致青睐。但6000系铝合金作为车身外板材料时存在常温时延伸率不足和时效强化作用不明显的问题。 本文结合铝合金车身外板件现有生产流程探索了新的制件工艺：板坯～固溶水淬～冲压成形～预时效处理～自然时效～涂装烘烤，并通过单向拉伸试验获取各工艺步骤的铝合金板材的材料性能参数，结合数值仿真建立了工艺方案。固溶水淬后铝合金板材的成形性能得到了显著改善，将冲压成形工步安排在固溶水淬之后，可以有效的解决板料延伸率不足、回弹严重等问题；成形后经过合理的时效强化处理能够显著增强铝合金制件强度，同时成形能力的提高使应变强化的作用进一步增强。 通过成形工艺数值仿真，分析了凸凹模“R”角、摩擦因素、压边条件、拉延筋等工艺参数对成形质量的影响，指出经固溶水淬后AA6016铝合金板料可以满足加工机罩外板的变形需求。 通过与原钢板机罩总成强度特性的对比分析表明，铝合金材料的使用在大幅减轻质量的同时不会影响机罩总成的机械性能，轻量化的发动机罩总成扭转特性、弯曲特性、抗凹陷性均得到显著提高，变形回复能力略有增强，颠簸冲击工况下应力集中也可得到了有效的缓解。 通过与原钢板机罩总成被动安全性能的对比分析显示，头部冲击器以一定的速度撞击机罩总成时，铝合金机罩总成的变形量更大，碰撞能量吸收能力增强，能够减小行人的头部损伤，但需要足够的变形空间。 本文基于AA6016铝合金板料的可热处理强化性能，提出了板坯～固溶水淬～冲压成形～预时效处理～自然时效～涂装烘烤工艺流程，开展了大量的材料性能试验，并构建了铝合金板件的成形和强度、安全性能数值仿真模型，为高强铝合金板材在汽车领域的实际应用提供数据支持。 |
| 作者： | 李诚 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 董国疆;黄毅刚 |
| 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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