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拼焊板U形件回弹规律和控制的研究
| 论文题名： | 拼焊板U形件回弹规律和控制的研究 |
| 关键词： | 汽车制造;板料拼焊;焊接应力;拼焊板回弹 |
| 摘要： | 近年来，由于资源和环境的原因，整个汽车工业在减轻整车重量，节约油耗方面投入了大量精力。而拼焊板(TWB)作为一种能有效减轻汽车重量，提高汽车整体结构强度的一种新型板料在汽车工业中得到了越来越广泛的重视和应用。拼焊板是成形之前将两张或多张钢板通过激光焊等方法焊接在一起的复合板料。焊接在一起的各块板料可以是不同力学性能或不同的板料厚度或者是不同力学性能和不同板厚的组合。在本文中，研究的是具有不同厚度的拼焊板(差厚拼焊板)的回弹规律。由于差厚拼焊板可以由不同的厚度和力学性能组合而成，因此采用传统的试验方法对其回弹规律进行研究工作量很大，而且并不是每一种类的差厚拼焊板材料都能立即获得。而基于有限元方法的数值模拟仿真技术却能够提供一种比较有效的研究工具。因为相对而言，单一板料的力学性能比较容易获得，而这些数据正是研究拼焊板的基础。因此在本文中有限元板料分析软件eta/Dynaform被用于进行差厚拼焊板的回弹规律的研究。 拼焊板成形过程中，多方面的因素对拼焊板的回弹有影响。在本文中，研究了对拼焊板回弹影响比较大的几个因素：不同的板厚差比、不同的压边力，焊接线位于零件的不同位置。为了比较有效地开展研究工作，在模拟试验研究中采用了U形件作为研究对象。 首先，应用FEM软件eta/Dynaform进行了大量的U形件模拟弯曲试验。得到了模拟计算结果，并对这些结果进行了分析讨论。首先是板料的板厚比对拼焊板的回弹起着最重要的影响作用，随着板料板厚比(薄板的厚度/厚板的厚度)的增大，则拼焊板薄侧和厚侧回弹量都会减小。并从拼焊板厚度方向的应力分布情况对该规律进行了分析。其次，在拼焊板成形过程中施加不同的压边力，也带来了拼焊板薄厚侧回弹量的差异，当压边力在某一范围内变化时，随着压边力的增大，拼焊板薄厚侧的回弹量也会减小，但没有前者强烈。最后是焊接线位置不同带来的差厚拼焊板薄厚侧回弹量的变化，通过模拟计算发现焊接线位置越是偏离模具的对称中心，虽然拼焊板薄厚侧的回弹量会明显增大，但是成形后的U形件的形状更为对称。 其次，基于薄/厚侧变形均匀的思想，提出了在分段压边圈作用下的变压边力方案，采用改进的简化2-D截面模型，分析了控制回弹量的拼焊板两侧所需压边力的关系式。 最后，采用两种规格组合的6个试样进行实验，实验结果表明：差厚拼焊板薄侧回弹量大于厚侧；实验结果和数值模拟结果对比，实验测量值和数值模拟值有较大的相关度，验证了数值模拟分析所得结果的有效性。 |
| 作者： | 霍春梅 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 周杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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