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汽车用铝合金板冲压成形仿真精度与机罩外板拉深工艺设计研究
| 论文题名： | 汽车用铝合金板冲压成形仿真精度与机罩外板拉深工艺设计研究 |
| 关键词： | 铝合金板;冲压成形;仿真精度;汽车机罩外板;拉深工艺 |
| 摘要： | 本文通过对汽车用铝合金板的单向拉伸行为、成形仿真技术、成形性能评价方法进行了系统研究，并开发了铝合金机罩外板拉深工艺。 首先，对汽车用铝合金板单向拉伸行为进行了试验研究，揭示了应变和拉伸速率对流动应力的影响规律，并获得了用于冲压成形的有关材料性能。 目前板料成形有限元数值模拟系统已成为模具研究及成形优化的强有力的工具。本文从铝合金与传统钢间的性能差别角度，对铝合金板冲压成形仿真精度进行了研究。在单向拉伸试验的基础上，给了大变形条件下铝合金板材料硬化方程。在屈服模型方面，将不同屈服准则带入圆筒件拉深仿真中，计算结果与试验结果的比较，Barlat'96屈服准则与试验值最接近。在失效预测方面，将Oyane准则引入到板料成形过程的数值模拟中，预测了不同成形模式下铝合金的成形极限，并进行了试验验证。研究表明，该韧性断裂准则能准确地预测铝合金开裂失效。这些成果提高铝合金冲压成形仿真精度。 在物理模拟试验和数值模拟的基础上，研究了汽车用铝合金板单一材料参数与铝合金板拉深性能、胀形性能、抗皱性能、回弹的相关性。结果揭示，在所选参数中，xb值是评估汽车用铝合金板拉深性能的最佳参数；δ值是评估其胀形性能的最佳参数；σs与起皱发生和回弹有较密切关系，解决了铝合金板的冲压加工有效选材。 在上述结果的基础上，利用CAE软件中的模具型面设计模块和成形过程仿真模块，对某款轿车铝合金机罩外板的拉深模具的型面进行了设计，并优化了型面工艺参数。研究表明，基于特征的工艺型面设计方法可设计出铝合金机罩外板拉深模具型面，并可方便地修改工艺型面参数；采用模拟分析方法，以型面特征参数为变量，以铝合金危险区域最小厚度为优化指标，通过对拉深筋、补充面形状等重要参数的优化，开发了合理的铝合金机罩外板拉深模具型面，证明了铝合金板冷冲压加工在浅覆盖件上应用是可行的。 |
| 作者： | 于忠奇 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 林忠钦 |
| 授予学位： | 博士后 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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