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多道次轮毂旋压成形数值模拟技术及仿真研究
| 论文题名： | 多道次轮毂旋压成形数值模拟技术及仿真研究 |
| 关键词： | 汽车轮毂;多道次旋压成形技术;数值模拟;有限元仿真 |
| 摘要： | 旋压成形技术是一种通过旋轮边自转边挤压旋转工件使其发生金属塑性变形而使其成形为壁厚改变的管状类零件或者锥形弧形类的空心回转体零件的加工工艺，由于旋压成形工艺具有对工件的一次成形的特点，具有较好的降低材料成本、提高加工生产效率、很好的成形产品质量等优点。因而旋压成形技术正被广泛的应用开来，在汽车制造业、航空加工业以及军用装备等领域都有很好的发展。旋压成形是结合了挤压、锻造、拉深和滚压等材料成形工艺的技术特点，特征上表现为材料的局部连续塑性变形。旋压成形工艺主要分为单道次旋压成形和多道次旋压成形工艺，然而，相对于单道次旋压工艺而言多道次旋压的成形机理更为复杂，其中旋轮进给轨迹和工艺参数在各道次间的相互影响对于多道次旋压的成形规律上、成形产品质量上和整体成形效率上都有着较大的影响。 本文根据多道次旋压成形过程的特点，以及结合轮毂旋压成形的实际生产状况，采用非线性功能强大的有限元分析软件ABAQUS的弹塑性有限元方法，首先对筒形件进行强力正反旋的仿真分析，通过对正反旋成形后的的等效应力的分析得出一般情况下正旋形式较好。之后主要研究轮毂的旋压过程进行数值模拟，建立了符合实际的多道次车轮轮毂旋压的成形过程分析，系统地研究了多道次旋压弹塑性有限元模拟中的连续加载、材料强化以及边界条件处理与网格划分等关键技术问题。以ABAQUS有限元软件为平台，研究了旋轮进给率、减薄率和摩擦系数等重要参数下的工件第一道次、第二道次以及整形道次中的等效应力极大值、等效应变极大值。得到旋压成形过程中各道次的应力应变分布情况，分析了应变区金属流动规律，为有效的制定成形工艺、优化提供了必要结果。 通过对进给率，摩擦系数和减薄率等几个重要的工艺参数下的模拟结果的分析和以应力应变和成形能量走势为主要判断依据，通过正交化处理得出不同参数对旋压成形的影响大小依次为:旋轮进给率f＞摩擦系数u＞减薄率t。然后再由神经网络和遗传算法进一步分析优化进给比、摩擦系数等条件对旋压成形质量的影响关系，得到最优的工艺参数组合。 |
| 作者： | 张海峰 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 田野 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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