激光拼焊板制轿车整体侧围内板成形关键技术的研究

论文摘要

本文结合由激光拼焊板制成的典型轿车车身部件—车身整体侧围内板,系统地分析了国产激光拼焊板的冲压成形性能,探索了影响激光拼焊板成形性能的关键因素。对轿车车身整体侧围内板所用板坯中包含的四种类型的激光拼焊板进行了冲压成形性能试验;在单向拉伸试验的基础上,提出了一种计算焊缝处力学性能参数的“混合计算法”;通过艾利克森试验检验了激光拼焊板的复合成形性能,分析了焊缝的方向对激光拼焊板成形性能的影响及每种焊缝方向所对应的裂纹的破裂形式,并阐述了破裂产生的原因;从理论上分析了激光深熔焊接热循环对激光拼焊板焊缝及热影响区的微观组织及硬度的影响,对激光拼焊板的焊缝及热影响区进行了金相组织及硬度分布试验;建立了激光拼焊板拉深成形的力学模型,推导了拼焊板在薄厚两侧母材施加等压边力的条件下,由于两侧母材应力应变的不同而引起的焊缝移动量公式;采用板料成形专用模拟软件eta/Dynaform,全面分析了轿车车身整体侧围内板在冲压成形过程中的金属流动及应力应变分布规律。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和依据
• 1.2 激光拼焊板技术的优点
• 1.3 激光拼焊板国内外应用现状研究
• 1.4 激光拼焊板成形性能的研究现状
• 1.4.1 国外激光拼焊板成形性能的研究现状分析
• 1.4.2 国内激光拼焊板成形性能的研究现状分析
• 1.5 拼焊板冲压成形的数值模拟研究
• 1.6 激光拼焊板在冲压成形中存在的问题分析
• 1.7 本文研究的主要内容
• 第二章 激光拼焊板的成形基础研究
• 2.1 激光拼焊板的生产过程及焊缝处的机械特性
• 2.1.1 激光焊接的生产过程
• 2.1.2 激光拼焊板焊缝的类型及其机械特性
• 2.2 激光拼焊板的拉深成形性能研究
• 2.2.1 抗破裂性能
• 2.2.2 车身覆盖件拉深时的起皱与破裂
• 2.2.3 影响拼焊板成形质量的主要因素
• 2.3 本章小结
• 第三章 激光拼焊板冲压成形性能的试验研究
• 3.1 激光拼焊板性能及试验方法简介
• 3.2 单向拉伸试验研究
• 3.2.1 试验设备
• 3.2.2 试验结果分析
• 3.2.3 用“混合计算法”求解焊缝基本的力学性能
• 3.3 艾利克森试验研究
• 3.3.1 试验准备
• 3.3.2 试验结果与分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 激光拼焊板微观组织及硬度分析
• 4.1 激光深熔焊接热循环对拼焊板微观组织及硬度的影响
• 4.2 金相组织分析
• 4.2.1 焊接接头全貌
• 4.2.2 母材组织结构
• 4.2.3 焊缝熔合区组织
• 4.2.4 热影响区组织分析
• 4.3 焊接接头的显微硬度试验
• 4.4 本章小结
• 第五章 激光拼焊板焊缝移动的力学解析模型
• 5.1 屈服准则
• 5.2 影响拼焊板焊缝移动的影响因素分析
• 5.2.1 力学解析模型的建立
• 5.2.2 结果分析
• 5.3 拉深成形中焊缝移动力学解析模型
• 5.3.1 基本假设与基本方程
• 5.3.2 力学解析模型的建立
• 5.4 本章小结
• 第六章 拼焊板制轿车整体侧围内板的冲压成形仿真分析
• 6.1 板材成形有限元分析理论
• 6.1.1 弹塑性本构关系与屈服准则
• 6.1.2 动力分析的有限元方程
• 6.1.3 动力显式时间积分
• 6.1.4 接触与摩擦
• 6.2 影响拼焊板成形中焊缝移动的关键参数研究
• 6.2.1 拉深筋对焊缝移动的影响
• 6.3 轿车整体侧围内板的仿真分析
• 6.3.1 板成型专用有限元仿真软件eta/Dynaform简介
• 6.3.2 零件的工艺难点分析
• 6.3.3 模拟分析的前置处理
• 6.3.4 数值参数设置
• 6.3.5 模拟结果的后处理与缺陷分析
• 6.3.6 零件的成形模拟结果的实际应用效果
• 6.4 本章小结
• 第七章 全文总结
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读博士期间发表的学术论文及其他成果
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT