论文题目: 中厚壁圆管及杯形件的缩径成形关键问题的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 计算固体力学
作者: 滕宏春
导师: 胡平
关键词: 中厚壁管,圆筒杯,缩径,解析,模拟,参数设计
文献来源: 吉林大学
发表年度: 2005
论文摘要: 首次提出用浮动芯轴式模具降低中厚壁管缩径轴向挤压力的方法和应用拉深圆杯缩径制造轿车弹簧座的新工艺,成功地制造了汽车传动轴管和轿车后簧座。给出了圆杯和圆管缩径的力学模型,对中厚壁圆管受轴压的弹塑性屈曲极限载荷、浮动芯轴缩径挤压力和圆杯受轴压进行了理论解析。将厚向异性屈服函数、能够反映强烈弯曲效应的Mindlin 曲壳单元模型引入动力显式中心差分格式的有限元算法,建立对复杂形状的中厚壁管件和杯件缩径成形有限元模拟分析算法。对中厚壁管和圆筒形杯件受轴压屈曲失稳的极限载荷、浮动芯轴缩径挤压力和圆杯受轴压的理论解析进行了大量的实验验证,并与有限元模拟分析进行了对比,得到了一致的结果。将理论解析和有限元模拟应用在设计管件精密浮动芯轴缩径模具和设备以及设计杯形件的优化工艺方案中,可以精确的设计缩径模具的模具参数、设备的结构形式和工艺方案。在实际的生产中已经取得了非常明显的效果,对于推动这项新技术起到至关重要的作用。
论文目录:
第1章 绪论
1.1 研究管及杯形汽车件缩径成形的意义
1.2 圆柱壳受轴压屈曲理论研究概述
1.2.1 薄壁圆筒受轴压的经典线性解
1.2.2 中厚壁圆筒屈曲
1.3 圆管和杯口缩径研究概述
1.4 选题意义与研究内容
第2章 带有动芯轴的圆管壁厚减薄缩径成形的理论解析
2.1 带有芯轴的管壁厚减薄推缩成形
2.1.1 芯轴固定不动
2.1.1.1 有芯推缩的动可容速度场的建立
2.1.1.2 上限解
2.1.2 浮动芯轴
2.1.2.1 动可容速度场的建立
2.1.2.2 挤压力解的上限
2.2 影响挤压力的参数分析
2.3 小结
第3章 中厚壁圆柱壳有限元分析研究
3.1 大位移有限变形弹塑性有限元法
3.1.1 mindlin 壳体单元
3.1.1.1 几何形状的规定
3.1.1.2 位移函数
3.1.1.3 描述应力、应变状态的局部坐标系
3.1.2 厚向各向异性弹塑性本构方程
3.2 动力显式算法的理论基础
3.2.1 动力显式有限元方程
3.2.2 集中质量矩阵
3.2.3 阻尼矩阵
3.2.4 时间步长
3.2.5 零能模态阻力列向量的计算
3.2.6 有限元方程的中心差分求解
3.3 小结
第4章 中厚壁圆管受轴压屈曲极限变形理论的研究
4.1 中厚壁圆管受轴压屈曲极限变形理论研究综述
4.2 中厚壁圆管受轴压屈曲极限变形理论解析
4.2.1 整体屈曲
4.2.2 局部性屈曲(皱褶)
4.3 中厚壁圆管受轴压屈曲有限元模拟
4.3.1 成型结构模型
4.3.2 中厚壁圆管的稳定性分析
4.3.3 几何参数对圆管失稳的影响
4.3.4 中厚壁圆管屈曲失稳的临界载荷
4.4 小结
第5章 圆杯缩径的口部起皱和顶盖塌陷极限载荷研究
5.1 引言
5.2 圆筒杯缩径的力学解析
5.3 圆筒杯缩径有限元模拟
5.3.1 有限元模拟的基本条件
5.3.2 圆筒杯缩径的有限元模拟
5.3.2.1 实验材料与材料模型的选择
5.3.2.2 边界条件处理
5.3.3 凹模锥角对缩口成形质量影响的有限元模拟与分析
5.3.3.1 零件缩口成形的因素
5.3.3.2 不同锥角单次缩口成形过程的模拟与分析
5.4 小结
第6章 工艺方案优化及装备设计
6.1 汽车传动轴管缩径成形
6.1.1 汽车传动轴管缩径机设计
6.1.2 工艺方案优化及数值模拟分析
6.2 轿车后簧座工艺、模具设计
6.2.1 工艺方案设计
6.2.2 采用有限元数值模拟优化设计工艺方案
6.2.2.1 二次缩颈的成形方案模拟分析
6.2.2.2 三次缩颈成形方案优化设计
6.3 小结
第七章 结论
参考文献
攻博期间发表的学术论文及其它成果
摘要
Abstract
致谢
发布时间: 2005-08-26
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