拼焊板充液拉深的数值模拟及实验装置设计

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1、江苏大学硕士学位论文摘要随着汽车对能源消耗及尾气排放要求的日益提高，减轻车身重量就显得非常重要，而拼焊板成形技术的应用就是降低重量的一个有效途径。它不仅能减轻零件的质量、降低生产成本，而且还可以增加结构件装配的整体性和尺寸、形状精度。若采用常规工艺使拼焊板成形，不但制造工艺复杂而且在成形过程中易出现诸如焊缝移动、差厚板变形不均匀引起的残余应力而导致的成形件破裂、变形、回弹等缺陷，如何解决这些工艺问题，是拼焊板成形技术应用与发展的关键。随着特种成形工艺的不断涌现，一种先进的板料成形技术即充液拉深(又称软凹

2、模拉深)日益发展起来。在充液拉深工艺中凹模的简化是该方法经济性的一个重要表现，与常规工艺相比，它具有工艺简单、制造成本低、产品尺寸精度高、表面质量好、一次变形量大等优点，适用于各种零部件的生产，尤其适用于在一道工序内成形变形量大的复杂形状零件。针对拼焊板成形特点和其在变形过程中所出现的各种问题，本文提出了采用充液拉深技术使拼焊板成形，并采用数值模拟的方法对典型零件的充液拉深进行分析和研究，找出拼焊板成形过程中的一般规律，为模具设计和实际应用提供理论依据。在介绍国内外充液成形技术的应用情况、研究进展和数值

3、模拟在板料成形中的应用概况的基础上，指出了拼焊板充液拉深成形技术的重要意义和应用前景。利用板料成形数值模拟专用软件Dynaform，以具有代表性的盒形件和曲面形零件如半球形为例，分别对其常规拉深和充液拉深的过程进行了模拟分析和比较。分析表明：充液拉深工艺可有效地改善拼焊板焊缝处的成形性，通过改善板料成形过程的受力状态，使板料能均匀地流入充液凹模中，大大降低了焊缝移动量，使其焊缝移动量减少到常规拉深的94．7％；充液拉深还具有良江苏大学硕士学位论文好的自润滑性，减小了板料变薄趋势，与常规拉深相比，成形件厚

4、度分布均匀、残余应力小，工件尺寸稳定、表面质量高。针对曲形工件如半球形件的充液拉深，中间悬空部分的应力状态得到了明显改善，就不同工艺参数对拼焊板曲面形工件充液拉深时发现：分块控制压边力大小、凹模油腔中油液压强对板料作用力的大d、111]油液对板料的反向作用力、以及压边力与凹模油腔中油液压强的匹配即法兰区的自润滑等工艺参数可明显减少法兰区板料的起皱现象；在一定的条件下，凹模油腔的油液压强大小与焊缝移动量、板厚减薄量成反比。基于采用分块控制压边力以实现拼焊板均匀流入凹模的思想并借鉴国内外充液拉深装置的先进结

5、构，压边装置采用液压式可调节压边力及分布的柔性压边结构，不仅实现了分块压边工艺要求还实现了变压边要求，这种结构不但简单而且操作灵活。本文对拼焊板成形技术的研究在实际生产中具有一定的指导意义，同时对拼焊板的研究也提出了一个新的方向，对于后续的实验设计和更全面的拼焊板充液拉深过程的分析奠定了基础，同时实验装置的设计也为后期实验验证提供了硬件条件。关键词：充液拉深，拼焊板，数值模拟，实验装置江苏大学硕十学位论文ABSTRACTDuetotherequirementstoSaVetheenergyandtore

6、ducethetailgasinautomobile，makinggoodUSeofformingtechnologiesinthetailor-weldedblanks0"WBs)whichcanreducethepartweightssignificantlybecomesmoreandmoreimportant．Itnotonlycanreducetheweightofthepans，reducethecostofthematerials，butalsoCallincreasetheentiret

7、yofthestructureassemblage．Anditcanincreasetheshapeprecision．IftheconventionaltechnologyisusedintheformingprocessoftheTWOs，someproblemswillexistsuchascomplexfabricationprocess，weldmovement，thicknessandunevenstraindistributionwhichrestrictthehydro—formingf

8、urtherapplicationofTWBs．So，howtoSettlethoSeproblemsbecomesthekeyfortheapplicationanddevelopmentoftheTWBstechnology．Meanwhile，asspecialtechnologiescomingfonhnowadays，Hydro-formingwhichisanadvancedtechnologyofsheetforminghav