典型汽车覆盖件类零件板料选材模型数值模拟研究

论文摘要

近年来,环境问题成为全球瞩目的焦点,而作为温室气体排放较大的汽车行业正向着降低车身自重、油耗及减少温室气体排放的方向发展。而由于汽车上的覆盖件较为复杂,成形这些零件对板料性能也有一定要求。随着冶金技术的不断提高,用于汽车覆盖件生产的钢板种类越来越多、性能越来越高。如何能物尽其用对不同覆盖件选取合适的成形板料,是目前汽车企业和钢铁生产企业共同追求的目标。本文首先对覆盖件的分类方法进行分析,通过对一种卡车和一种轿车车型共172个覆盖件的材料和结构特征进行系统归纳、整理和分析,将覆盖件分为5种成形类型。针对5种成形类型分别选出2~3个典型零件,分析板料性能对不同成形类型零件成形过程的影响,认为对五种成形类型影响较大的板料性能为屈服强度σs、延伸率、硬化指数n和厚向异性指数r等。选用ABAQUS6.8有限元分析软件,对所选取的5种成形类型典型零件成形过程进行有限元分析,对不同成形类型零件在参考板料性能的基础上选择不同的板料性能,得到不同板料性能对典型零件成形过程应力、应变和壁厚分布等影响规律,将其应变分布与由其对应的成形极限曲线相结合,获得不同性能板料典型零件成形的安全裕度,通过MATLAB软件对板料性能参数和对应的成形安全裕度之间的关系进行拟合,建立不同成形类型零件成形安全裕度与板料性能之间数学模型,可以定量地分析具有一定性能的板料是否可以满足某种成形类型零件成形安全裕度,即是否可以选择改种板料用于零件成形,达到选材目的。最后在所分析的典型零件中,选取深拉延和浅拉延两种成形类型零件进行了试验分析,板料为ST13,成形后通过网格应变分析手段,测量分析了零件成形过程危险区域应变状态,并将其与建立的选材模型进行比较,验证了选材模型的准确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 汽车用钢板的分类
• 1.3 板料成形技术
• 1.3.1 冲压成形
• 1.3.2 充液拉深
• 1.3.3 气胀成形
• 1.4 板料成形极限曲线
• 1.5 汽车覆盖件选材研究现状
• 1.6 课题的意义及主要研究内容
• 第2章 汽车覆盖件成形类型的分类
• 2.1 引言
• 2.2 汽车覆盖件成形类型分类方法
• 2.2.1 汽车覆盖件成形类型
• 2.2.2 材料性能对不同成形类型覆盖件成形的影响
• 2.3 选材模型的建立
• 2.3.1 选取不同成形类型覆盖件典型零件
• 2.3.2 选材模型的建立方法
• 2.4 本章小结
• 第3章 典型零件成形过程有限元分析与选材模型建立
• 3.1 引言
• 3.2 典型零件有限元分析
• 3.2.1 典型零件成形过程有限元分析模型
• 3.2.2 典型零件选材模型建立方案
• 3.3 典型零件选材模型的建立
• 3.3.1 深拉延成形类典型零件选材模型
• 3.3.2 浅拉延成形类典型零件选材模型
• 3.3.3 胀形深拉延成形类零件选材模型
• 3.3.4 弯曲成形类零件选材模型
• 3.4 本章小结
• 第4章 典型类型成形零件的成形试验
• 4.1 引言
• 4.2 试验方案与装置
• 4.2.1 试验用板料及其力学性能
• 4.2.2 试验方案
• 4.2.3 试验装置
• 4.3 试验结果分析
• 4.3.1 深拉延零件成形试验结果分析
• 4.3.2 浅拉延零件成形试验结果分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢