基于数值模拟的铝镁合金板材充液拉深工艺的研究

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1、哈尔滨理T人学T学硕上学位论文基于数值模拟的铝镁合金板材充液拉深工艺的研究摘要随着汽车、航空、航天等领域零部件的轻量化需要，铝镁合金、钛合金等轻质合金板料得到了广泛应用。但是，这些材料比深冲钢等材料的成形性能差、塑性低这一矛盾成为其成形加工的瓶颈。因此，充液拉深成形技术以其工艺柔性高、制件质量好、生产成本低等优点成为铝镁合金等低塑性、难成形轻质材料板材零件提高成形极限、减少成形道次的有效途经之一。针对铝镁合金等低塑性板材的成形需要，应用数值模拟的方法，采用以LS．DYNA3D为内核的动力显式分析软件ETA／DYNAFORM5．5，对5A06铝镁合金平底

2、筒形件充液拉深成形过程中板材性能参数、模具参数及成形工艺参数对零件成形的影响规律进行了研究。讨论了液室压力变化对零件成形性的影响。分析了球底筒形件充液拉深过程中液室初始反胀压力与液室压力对零件壁厚分布以及起皱、拉裂等缺陷的影响规律。讨论了软拉深筋在减小侧壁悬空区、克服球底筒形件成形缺陷方面所起的作用，得到了合理的初始反胀压力与液室压力的匹配关系，并通过实验证明了数值模拟分析的可靠性。本文针对汽车覆盖件在冲压过程中出现的破裂和变形不足问题，对大圆弧曲面、深拉深的汽车排气管零件充液拉深成形过程进行数值模拟研究。以最终零件成形壁厚分布为评定标准，分析了液室压

3、力变化对覆盖件成形性的影响规律。研究了不同液压加载路径对成形质量的影响，获得了最佳的液压加载曲线，提高了覆盖件的贴模性和刚度。关键词充液拉深；数值模拟；5A06铝镁合金；液室压力；汽车覆盖件哈尔滨理下大学工学硕{：学位论文InvestigationontheAluminum--magnesiumAlloySheetFormingbyHydrodynamicDeepDrawingProcessBasedonNumericalSimulationAbstractWiththelight-weightrequirementofautomobile，aviat

4、ionandaerospaceindustries，aluminum．magnesiumalloy，titaniumalloyandotherlight-weightmaterialsarewidelyapplied．However,comparedwiththedeeppunchingsteel，theapplicationoflight-weightmaterialsisconfinedforitspoorformabilityandlowplasticity．Thehydrodynamicdeepdrawing(HDD)processisoneo

5、ftheeffectivemethodstoincreasetheforminglimitationandreducetheformingstepsofthealuminum．magnesiumalloyandotherlowplasticity,poorformabilitysheets，becauseofthesuperflexibility,betterqualificationandlowcost．Tomeettheformingneedofaluminum-magnesiumalloyandotherlowplasticitymaterial

6、s，theparametersofsheet，mouldandprocessingofthealuminum．magnesiumalloy(5A06)flatbottomcylindricalcup’SHDDprocesswerecarriedoutbythenumericalsimulationthatwasbasedonthelargenon-lineardynamicexplicitanalyticalsoftwareETA／DYNAFORM5．5．Thechamberpressurevariationstotheformabilityeffec

7、tswerediscussed．IntheHDDprocessofthehemisphericalbottomcylindricalcup，theeffectsofinitialinversebulgingpressureandchamberpressureonthewall—thicknessdistribution，wrinkleandcrackwereanalyzed．Therolesofsoftbeadwerealsodiscussed，whichcandecreasethesuspendedareabetweenpunchanddieando

8、vercomethedeficiencesofhemisphericalbottomcylin