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餐厨罐式车罐体轻量化及成形工艺研究
| 论文题名： | 餐厨罐式车罐体轻量化及成形工艺研究 |
| 关键词： | 餐厨罐式车;罐体轻量化;拼焊成型;滚弯成型 |
| 摘要： | 目前在汽车行业，汽车轻量化技术对于促进节能减排的实施具有重要意义，企业在减少汽车重量的同时还可以积累轻量化技术、激发科技创新、为自身产品增强核心竞争力，因此汽车轻量化技术在未来具有良好的前景。中国作为专用车制造大国，其中罐式车在专用车中占有较大的比重，例如餐厨罐式车、洒水车、水泥罐式车、油罐车等车型。其中罐式车的一个最主要组成部分就是罐体，但是轻量化技术在罐式车罐体上的研究较少，很多罐式车罐体采用的都是普通低碳钢Q235，高强钢的使用过于匮乏，从长期发展来看这不利于罐式车的技术更迭与升级。因此，本文基于一种容积为5.5立方的餐厨罐式车罐体，根据企业提出的轻量化30%的目标，采用高强钢材料对罐体的轻量化及其关键制造工艺进行了研究，同时总结出了一种餐厨罐式车罐体从轻量化目标、选材、材料成本、油耗的计算再到罐体关键制造工艺的轻量化方法，从而为罐式车罐体的轻量化发展与应用作出一定的推动作用。 首先根据企业提出的餐厨罐式车罐体的轻量化目标，选择了三种材料WH400、WH590和BS600作为罐体的轻量化材料，结合罐式车罐体厚度的国标设计公式，计算了三种材料的理论设计厚度，接着利用有限元ANSYS对餐厨罐式车罐体在采用理论设计厚度下的三种材料进行了强度、刚度验证，最终选择了高强钢BS600作为轻量化替代材料。 由于餐厨罐式车罐体的成型工艺包括拼焊和滚弯成型两个过程，接着研究了罐体的滚弯成型工艺，首先介绍了滚弯成形原理、相关回弹预测模型以及有限元的建模方法，接着利用有限元ABAQUS对三辊滚弯成形进行了数值模拟，针对成形中板材发生的回弹现象，通过采用控制变量法研究了摩擦系数、上辊压下量、滚弯道次以及材料厚度四个工艺参数对板材在滚弯回弹前后成形直径的影响规律，接着通过正交试验对工艺参数进行了优化。 在不改变焊接设备的前提下，利用熔化极气体保护焊对高强钢BS600进行了焊接试验，对焊接接头的拉伸力学性能和抗弯性能进行了分析，接着通过高强钢BS600的三道次滚弯成形试验来验证有限元模型的准确性，表明利用多道次滚弯成形来补偿回弹的方案具有可行性，并对高强钢BS600进行了大尺寸的焊接-滚弯成形试验，最终总结出了一种餐厨罐式车罐体的轻量化方法。 |
| 作者： | 石磊 |
| 专业： | 类型材料科学与工程 |
| 导师： | 朱春东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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