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车身用复杂铝合金型材弯曲成形工艺及回弹控制研究
| 论文题名： | 车身用复杂铝合金型材弯曲成形工艺及回弹控制研究 |
| 关键词： | 车用材料;铝合金型材;弯曲成形工艺;回弹控制;数值模拟 |
| 摘要： | 轻量化始终是汽车工业发展的重要方向之一，而车身减重在汽车轻量化进程中占有重要地位。考虑到空气动力学、结构力学和美观等方面的要求，车身用挤压型材一般都需要弯曲成一定的曲率，从而对弯曲型材的表面质量和准确度提出了更高的要求。制造框架式车身的关键技术在于如何实现型材的高精度弯曲成形。车身用铝型材断面薄壁多筋，结构形式复杂，传统加工工艺不但挤压成形困难，而且很难进行后续弯曲成形，严重制约了铝合金材料在汽车上的应用。 本文基于Hypermesh和LS-DYNA软件平台建立了不同材料状态下的型材绕弯成形和回弹有限元模型，对不同材料状态下的型材弯曲成形和型材弯曲成形后进行人工时效及电泳、烤漆的回弹规律和壁厚变化进行了研究。研究表明，挤压态型材先冷弯成形再经人工时效或电泳烤漆后总的回弹角最少；人工时效时间越长，材料的强度越高，弯曲型材外侧壁厚减薄率逐渐降低，内侧壁厚增厚率逐渐增加。采用传统冷弯工艺，回弹和壁厚改变不可避免，且难以控制。 因此，本文针对顶棚行李架型材，尝试开发了一套挤压-弯曲一体化成形新工艺和装备，使型材出挤压模口后直接在温热状态下弯曲变形，可以减少或避免弯曲变形过程中的回弹和截面变形等缺陷，一道工序便可获得所需曲率的弯曲型材。 通过数值模拟技术系统分析了成形温度、主动轮直径、主、被动轮辊距和弯曲半径等工艺参数对型材弯曲成形截面变形、壁厚变化和回弹半径的影响，为设备的研制提供一定指导意见。与型材传统弯曲成形工艺对比分析，挤压-弯曲一体化成型的零件，尺寸精度高且表面光滑，避免了回弹、开裂等缺陷，强度指标满足产品要求。说明挤压-弯曲一体化成形新工艺和设备用于车身铝合金弯曲型材的塑性成型，是理想的加工方法。 |
| 作者： | 刘志文 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 李落星 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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