管件内高压单步成形和两步成形法数值仿真研究

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1、IjJ东人学硕十学位论文管件内高压单步成形和两步成形法数值仿真研究摘要传统车身零件的生产制造通常采用分离成形法，这种工艺存在装配精度低，焊接量大等缺点，致使车身刚度较差，重量增加。随着汽车行业竞争的日渐加剧，迫切需要减轻车身自重以降低生产成本。汽车结构轻量化可以节省材料，降低生产成本。使用内高压技术生产汽车零部件，能够实现汽车结构的轻量化。在大幅降低汽车重量的同时，还可以降低生产成本，节省材料，符合现代汽车企业的长远利益。内高压成形具有很多优点，比如：节省原材料，提高材料利用率，减轻零件重量；加工道次少，产品精度高；；OnT零件强度高，刚度好：模具数量少，生产成本低。

2、管件液压成形过程中由于材料、模具、工艺条件不合理等因素也常会导致成形过程中出现起皱、破裂、屈曲、折叠等缺陷。本文基于大变形弹塑性有限元和动态显式有限元分析的基本理论，详细叙述了内高压成形工艺模拟的关键技术，介绍了几何模型和有限元模型的建立，边界条件和载荷的施加方法。探讨了长径比、厚度对成形的影响，并对加载路径进行参数优化，根据变形时刻和变形程度逐步修正，找出最优加载路径。将一步成形的内高压过程分两步进行，并对卸载回弹情况进行分析。综合显式一隐式和隐式一显式序列求解方法，整合为显式一隐式一显式序列求解方法，实现内高压两步成形法的有限元模拟。证明了与单步成形法相比，两步成

3、形法能提高管坯的成形极限，成形件有更好的性能。研究第一步成形的变形程度对最终成形件的影响。制定五种成形模拟方案，对结果进行分析。结果表明：在两步内高压成形过程中，第一步成形变形程度在一定范围内存在一个最适合值，使成形件的性能达到最佳。关键词：内高压成形；数值模拟；显式分析；两步成形法ABSTRACTAnInvestigationonOne—stepandTwo-stepsTubeHydroforming(THF)UsingFiniteElementMethodThetraditionalmanufacturingofcarscomponentsisproducingt

4、hemapartly．Thetechniqueresultsinalowprecisionofassembleandawasteofweldingworkingprocedure．Withthedevelopmentofmotorindustryitismoreimportanttocutthecostbylighteningthecargoeswithlessmaterialsandhighstiffnesscomponents．TheoccBrrenceofnewtechniqueusingtubehydroforming(THF)canmakeitcometru

5、e．TheTHFcallnotonlylightenthecargoessignificantly，butalsohelpsavingthematerials．Thisnewtechnologybenefitsthemodemmotorsmanufacturers．THFhaslotsofadvantagessuchas：cutdownthecostofthemanufacturing，uselessmaterialstogetalightercomponentandachievecomponentswithcomplicatedshape．Theworkingpro

6、ceduresarelessandtheproductionhasahighprecision．Thecomponentobtainedbythismethodisawholestructure，thusthestrengthandthestiffnessofthecomponentsgetbetter．Quasi—staticprocessimprovestheusefullifeofthemoulds．Thenumberofmouldsisalsolessthanbefore．Butintheprocessofmanufacture，thereexistslots

7、ofdefectssuchaswrinkle，bursting，bucklingandfoldingwhichshouldbepaidattentionto．Toprobeaoptimumprocessingconditionsisamaintaskofthisthesis．Inthisstudy,geometricalmodelswerepreparedwimUnigraphics(EDSIne．，USA)，Non-linearanalyseswereperformedusingANSYS／LS-DYNA(ANSYSInc．，USA)finitee