铝型材三维多点拉弯成形回弹相关问题研究

【摘要】现阶段，能源短缺和环境污染已经制约了社会经济的发展和人们物质生活的提高，汽车制造业与这两类问题息息相关，其中汽车轻量化是减少耗能和污染的重要途径之一。铝合金具有密度低、强度高、易回收等诸多优点，现已广泛应用于汽车安全部件和框架式车身的制造。同时，随着人们对汽车性能和外观要求的不断提高，车辆的外形设计逐渐趋于复杂化，空间结构件必然朝着三维曲面方向发展，这就导致传统的成形加工方式难以达到要求。采用将三维多点柔性成形技术与传统拉弯成形工艺相结合的方法，既能具备多点柔性成形的技术优势，又能保证型材在三维空间内的精确成形，这给飞速发展的汽车制造业提供了新的成形方式。回弹是金属塑性变形过程中历史积累造成的不可避免的现象。本文利用ABAQUS对封闭和半封闭截面铝型材三维多点拉弯成形过程进行数值模拟，研究了预拉量、补拉量、水平面弯曲角度、垂直面弯曲角度、弹性模量和屈服应力对回弹的影响。结果表明：对于封闭截面和半封闭截面铝型材，无论在水平面方向还是在垂直面方向，弹性模量越大，回弹量越小；屈服应力越大，回弹量越大；预拉量增大，回弹量减小；补拉量增大时，回弹量先减小并逐渐趋于平缓；垂直面方向弯曲角度增大，水平面方向回弹量减小，而垂直面方向回弹量增大，水平面方向弯曲角度变化时可以得到相似的规律；对于两种截面而言，封闭截面比半封闭截面的回弹量大。此外，本文还以封闭截面铝型材为例，基于以上六组参数建立六因素五水平正交试验，运用ABAQUS对正交试验水平组合进行数值模拟，通过对试验结果数据的统计分析，得到最优参数组合：1.4%的预拉量，1%补拉量，10°水平弯曲角度，10°垂直弯曲角度，250000MPa的弹性模量，以及300MPa屈服应力。最后，采用支持向量机回归对回弹进行预测，将预测结果与神经网络预测结果进行对比，发现SVR算法对回弹预测的精度高于神经网络算法；采用试验方法对预测结果进行验证，结果表明SVR算法能够有效的预测回弹。
【作者】王雪；
【导师】李湘吉；
【作者基本信息】吉林大学，钢铁冶金，2014，硕士
【关键词】三维拉弯；多点成形；数值模拟；回弹；

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