差厚拼焊板粘性介质压力成形的实验研究与数值模拟

论文摘要

为了实现汽车轻量化的目标,现代汽车工业大量应用拼焊板作为成形坯料,其中钢质同种材料拼焊板已有大量应用,铝合金因其具有较好的力学性能、可成形性、耐腐蚀性及低的密度,与钢板拼焊组成铝/钢质异种材料拼焊板,对于实现汽车轻量化具有很好的潜力。本文针对钢质同种材料拼焊板和铝/钢质异种材料拼焊板,进行了拼焊板粘性介质压力成形的实验研究和数值模拟。首先采用有限元分析方法,对同种材料拼焊板与异种材料拼焊板的粘性介质压力胀形过程进行了数值模拟,分析了拼焊板粘性介质压力胀形的应力应变特点,研究了厚度比对拼焊板胀形的影响,并通过分析破裂危险点应变路径的变化解释了拼焊板胀形性能的变化。在有限元分析基础上,通过粘性介质压力胀形实验进一步研究和验证了同种材料拼焊板与异种材料拼焊板的粘性介质压力胀形特性,分析了粘性介质压力胀形件的应变分布,实验结果与有限元分析结果基本吻合。最后,针对拼焊板在汽车行业的典型应用特点,选用同种材料拼焊板半球形件和方盒形件作为研究对象,采用有限元分析方法研究了两者的粘性介质拉深过程,分析了不同压边方案和厚度组合对成形件应力、应变分布和焊缝移动规律的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 拼焊板技术特点及优势
• 1.3 拼焊板成形研究现状
• 1.3.1 成形性能研究及其影响因素
• 1.3.2 焊缝移动及其控制方法
• 1.3.3 数值模拟技术
• 1.4 粘性介质压力成形原理和特点
• 1.5 课题的意义及主要研究内容
• 第2章 拼焊板粘性介质压力胀形的数值模拟
• 2.1 引言
• 2.2 有限元分析模型和方案
• 2.3 同种材料拼焊板粘性介质压力胀形的数值模拟
• 2.3.1 应力分析
• 2.3.2 应变分析
• 2.3.3 极限胀形高度分析
• 2.4 异种材料拼焊板粘性介质压力胀形的数值模拟
• 2.4.1 应力分析
• 2.4.2 应变分析
• 2.4.3 极限胀形高度分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 拼焊板粘性介质压力胀形的实验研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验方案
• 3.3 同种材料拼焊板粘性介质压力胀形实验结果分析
• 3.3.1 实验结果
• 3.3.2 应变分析
• 3.4 异种材料拼焊板粘性介质压力胀形实验结果分析
• 3.4.1 实验结果
• 3.4.2 应变分析
• 3.5 有限元分析结果与实验结果比较
• 3.6 本章小结
• 第4章 拼焊板粘性介质拉深成形的数值模拟
• 4.1 引言
• 4.2 有限元分析模型和方案
• 4.3 拼焊板半球形件粘性介质拉深成形的数值模拟
• 4.3.1 拼焊板半球形件粘性介质拉深成形原理
• 4.3.2 应力应变分析
• 4.3.3 焊缝移动分析
• 4.3.4 压边对焊缝移动的影响
• 4.3.5 厚度组合对焊缝移动的影响
• 4.4 拼焊板方盒形件粘性介质拉深成形的数值模拟
• 4.4.1 拼焊板方盒形件粘性介质拉深成形原理
• 4.4.2 应力应变分析
• 4.4.3 焊缝移动分析
• 4.4.4 压边对焊缝移动的影响
• 4.4.5 厚度组合对焊缝移动的影响
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢