汽车前轴锻件弯曲与整体终锻过程有限元模拟

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要前轴是汽车的关键零件，传统的前轴锻造工艺设备投资大，且设备维修困难。精密成形辊锻及模锻复合成形工艺，具有设备投资少、工艺适应性强、材料利用率高等优点，但其模具仍采用手工设计与传统的方法制造，严重制约了该成形工艺的应用。随着塑性加工过程计算机模拟技术的飞速发展，采用有限元模拟来辅助工艺的制定和模具设计是一种非常好∞途径。模拟方法可以在模具的虚拟制造阶段就能充分检验模具设计的合理性，减少新产品模具的开发研制时间，对用户需求做出快速响应，大大缩短探索和试验周期及费用，提高整体经济效益，增强

2、企业的综合实力。本文在阐述前轴锻件技术现状及发展趋势的基础上，讨论了塑性成形过程的分析方法，重点论述了有限元法在金属塑性成形过程中的应用。并通过查阅国内外相关的技术文献，分析了常见的前轴锻造工艺：锤上模锻工艺、热模锻压力机上模锻工艺和辊锻工艺的特点，分析比较了前轴精密成形辊锻及模锻复合成形工艺的优越性。在上述基础之上，采用刚粘塑性材料模型与有限元耦合分析方法，对精密辊锻成形的前轴毛坯的弯曲成形和整体终锻成形过程采用有限元分析软件DEFORM进行了模拟，获得成形过程中的内部应力、应变、金属流动规律及变形行程——载

3、荷曲线，预测分析了工件的成形状况、可能产生的主要缺陷的形式、部位和原因。为优化前轴锻件成形工艺及提高终锻模具寿命提供了定量与定性相结合的科学依据。关键词：弯皓成形整体终锻有限元数值模拟华中科技大学硕士学位论文AbstractTheforwardshaftisakeyautomobilepart．Theconventionalforgingprocessofforwardshaftinvolvesthehighexpensesonequipmentsanddifficultmaintenanceofequipme

4、nt．Thecombinedformingprocessofprecisionformingrollforginganddieforgingpresentsmanyadvantagessuchaslittleexpensesonequipments，strongadaptabilityofprocessandutilizationratioofmaterials．Howeverthediesarestilldesignedbyhandworkandmadebyconventionalmethodsthatgre

5、atlyrestricttheapplicationoftheprecisionformifigprocess．Withtherapiddevelopmentofnumericalsimulationofplasticprocessing，itisaperfectwayforthedesigningofprocessandproductionofdieaidedbytheFiniteElementrFE)simulation．Therationalityofdiedesigningisfullyvalidate

6、dbythesimulationmethodduringthevirtualmanufacturingprocess，andhencedecreasingtheR&Dtimeofthenewproduct，quicklyrespondingthecustomer’Srequirements，tremendouslyshorteningthecycletimeandcostofthetrialanderrortest．Asaresult，thewholeeconomicperformanceandthecompr

7、ehensivestrengthofenterprisesareupgrading．．Basedonthecurrenttechnicalsituationandtrendoftheforwardshaft，theanalysismethodoftheplasticformingprocessisdiscussedsystemically,andmoreattentionispaidontheFEapplicationontheplasticformingprocess．Afterscrutinizingthe

8、nationalandintemationalrelatedtechnicaldocuments．thecharacteristicsofseveralcommonforgingprocessesofforwardshaft，suchasdropforging，dieforgingandrollforging，isanalyzeddeeply．Thentheadvantagesofth