材料缺陷对圆孔翻边成形影响的数值研究

发布时间：2017-07-07 03:04

  本文关键词：材料缺陷对圆孔翻边成形影响的数值研究

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【摘要】：随着我国汽车产业的高速发展,产品多样化现象的持续增加,覆盖件成形技术也被推动着的不断提高。由于大部分汽车覆盖件都需要翻边处理,所以零件的翻边质量对整个汽车的质量都有着至关重要的影响。而在实际生产过程,毛坯所带的各种各样初始缺陷几乎是必然的,区别只是大小的问题。随着产品零件复杂化进程的加剧,这些缺陷对板料成形的影响越来越凸显出来。因此,材料缺陷对板料成形性影响这个方面必然会被投以更多的关注。目前国内外成形方面的研究当中,内孔翻边成形的研究相对较少,但涉及到的研究一般都会讨论其成形工艺,而内孔翻边工艺相关研究中使用的公式通常沿用了很多年,变化一直不大。另外,引入材料缺陷对内孔翻边成形做分析也非常之少。本文就是基于这样的背景下做的研究,以下为本文的工作内容:(1)从理论上分析了内孔翻边成形的成形工艺和变形特点以及影响其成形的因素。(2)通过理论和实验研究了板料初始缺陷的生成,长大和聚合的过程。多方面查找资料了解和介绍带初始孔洞率缺陷的BAMMAN_DAMAGE材料模型。(3)从原理上分析了目前的圆孔翻边高度计算公式所存在的理论缺陷,然后利用塑性变形前后材料体积不变原理,推出了一个新的圆孔翻边高度计算公式,并检验合理性。(4)在研究内孔翻边成形工艺的基础上,利用ANSYS_LSDYNA有限元分析软件建立两个与之相对应带缺陷的有限元模型、边界条件、工艺条件等。利用两个模型不同的特点,分别研究了材料初始缺陷对于内孔翻边成形极限的影响,对板料应力应变分布的影响,对内孔翻边厚度减薄率的影响等。
【关键词】：内孔翻边 初始缺陷 BAMMAN_DAMAGE 孔洞率 翻边高度H
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 前言9-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 板料翻边成形模拟技术应用现状12-13
• 1.4 选题的意义与目的13
• 1.5 本章小结13-14
• 2 翻边成形工艺分析14-33
• 2.1 内孔翻边成形工艺简介14
• 2.2 内孔翻边变形分析14-24
• 2.2.1 内孔翻边成形的特点14-15
• 2.2.2 应力应变分析15-19
• 2.2.3 板料内孔翻边成形极限翻边系数19-24
• 2.3 金属板料成形极限简介24-28
• 2.3.1 成形极限图(FLD,Forming Limit Diagram图)简述24-25
• 2.3.2 成形极限曲线的数学模型——理论成形极限曲线25-26
• 2.3.3 成形极限曲线(FLC)的经验模型26-27
• 2.3.4 影响成形极限曲线的因素27-28
• 2.4 有限元数值分析中的常见问题28-32
• 2.4.1 单元类型选择28-30
• 2.4.2 材料模型的选择30
• 2.4.3 模型网格的划分30-31
• 2.4.4 接触问题31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 3 金属板料的缺陷33-44
• 3.1 板料的初始不均匀性33-39
• 3.1.1 翻边过程中金属板料的晶粒形态和变化33-34
• 3.1.2 从细观上看金属板料的孔洞发展与分析34-39
• 3.2 在有限元中应用的含初始缺陷板料Bamman_Chiesa_Johnson(BCJ)材料模型简介39-43
• 3.3 本章小结43-44
• 4 圆孔翻边高度计算公式的修正与有限元建模44-56
• 4.1 圆孔翻边高度的计算方式修正44-50
• 4.1.1 传统圆孔翻边高度的计算公式不合理性分析44-45
• 4.1.2 推导新的公式45-47
• 4.1.3 检验新的方程式并同时与原方程作对比47-50
• 4.1.4 新旧公式优缺点对比分析50
• 4.2 有限元建模50-55
• 4.2.1 实体模型的建立51-52
• 4.2.2 单元选择52
• 4.2.3 材料模型的选择及材料参数设置52-54
• 4.2.4 有限元网格划分54-55
• 4.2.5 有限元模拟参数设置55
• 4.3 本章小结55-56
• 5 带缺陷参数的圆孔翻边有限元数值模拟和分析56-68
• 5.1 通过有限元模拟验证新翻边高度计算公式的合理性56
• 5.2 计算模型一的计算结果及分析56-61
• 5.3 计算模型二的计算结果及分析61-63
• 5.4 板料缺陷对减薄率的影响63-67
• 5.4.1 计算模型一条件下的模拟结果63-65
• 5.4.2 计算模型二条件下的模拟结果65-66
• 5.4.3 结果分析66-67
• 5.5 本章小结67-68
• 结论68-69
• 参考文献69-71
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果71-72
• 致谢72-73

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本文编号：528621