基于数值模拟的锥形件充液拉深工艺研究

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1、哈尔滨理．下大学工学硕十学位论文基于数值模拟的锥形件充液拉深工艺研究摘要航空、航天和汽车工业等领域使用条件的特殊性对工件材料、性能、精度要求更加苛刻，传统的板材加工技术难以满足要求。板材液压成形技术就是顺应这种需求而发展起来的一种先进的柔性塑性加工工艺。因其工艺柔性高、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。随着成形设备和相关控制技术的发展，板材液压成形在许多其它工业领域引起人们的广泛重视，应用前景十分广阔。在液压成形工艺中，变形条件对板料成形的影响较大，且各

2、参数之间有多种组合方式，工艺参数难以确定。传统确定具体零件液压成形工艺所需的工艺参数大都采用反复试验的方法，既繁琐，又不经济。随着计算机软硬件技术、图形学技术、板料塑性变形理论和数值计算方法等的发展，开创了利用CAE数值模拟分析技术进行板材成形工艺设计的新领域。本论文针对铝合金等低塑性板材的成形需要，采用主动径向加压和液室加压双路径加载充液拉深新技术，对5A06铝镁合金锥形件成形工艺进行。采用数值模拟的方法，通过LS．DYNA3D为内核的动力显式分析软件ETA／DYNAFORM5．5，对锥形件充液拉深成形过程中板材性能参数、模具参数

3、及成形工艺参数对零件成形的影响规律进行了研究。针对锥形件的结构特殊性，讨论了不同主动径向压力加载路径和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。得到了合理的主动径向压力与液室压力的匹配关系。以零件成形最终壁厚分布为评定标准，分析了不同径向压力加载路径对成形质量的影响。模拟结果表明，在合理的液室压力和主动径向压力耦合加载路径的作用下，可有效地抑制零件的过度减薄，降低径向应力、应变，可以一次成型高质量的拉深比为2．2的铝镁合金锥形件，从而显著提高铝镁合金筒形件的拉深极限。关键词数值模拟；充液拉深；锥形件；双路径；主动径向压力

4、哈尔滨理工大学工学硕十学位论文ResearchontheCylidricalCupbyHydrodynamicDeepDrawingBasedonNumericaln●●』●SlmUIatlonAbstractWiththerequirementofspecialmaterial，performanceandaccuracyin．workpiece．TraditionaltechnologyCannotmeettherequirementinformingprocess．Thehydrodynamicdeepdrawing(HDD)

5、processisaflexibletechnologytomeetthedemandanddevelopingofit．Thehydrodynamicdeepdrawing(HDD)processisoneoftheeffectivemethodstoincreasetheforminglimitationandreducetheformingstepsofthealuminum—magnesiumalloyandotherlowplasticity,poorformabilitysheets，becauseofthesuperf

6、lexibility,betterqualificationandlowcost．Withthedevelopmentinformingequipmentandcontrollingtechnology，Thehydrodynamicdeepdrawing(HDD)processwillbepaymoreattentioninotherindustryplace，itwillhaveabrightfuture．Inthehydroformingprocess，theformingconditionswillgivemoreimpac

7、tontheformingmaterial，andeachparameterhasavarietyofcombinations，theparametersinprocessisdifficulttodetermine．Intraditionalidentification，specifictechnologycomponentsrequiredforhydroformingprocessparametersusingmethodsoftrialanderrorwhichwascumbersomeanduneconomical．Wit

8、hthedevelopmentincomputersoftwareandhardwaretechnology，graphicstechnology，sheetmetalplasticdeformationtheoryandnumeri