基于数值模拟双台阶筒形件充液二次拉深工艺研究

【摘要】随着航天、汽车和机械等行业的发展，新型合金材料得到了较为普遍的应用，但是，一些轻合金材料的成形性能较差等因素制约了其发展应用。板料的充液拉深技术是一种柔性加工技术，主要应用在塑性较差的合金板材上，其应用液压室代替凸模或者凹模，通过对液压腔充液使压力作用在板料上使其成形，这种成形工艺技术的柔性特点提高了板材的成形性能，成形出的零件有较高的成形极限，表面光滑，缺陷少。双台阶筒形件拉深采用板材充液拉深技术，对两个台阶分步成形，使双台阶筒形件达到了较高的成形极限，解决了一次充液成形工艺中工具之间存在较大间隙形成悬空区，在初期成形时液压对板材反向压力较大导致减薄的问题，此方法适用于零件底部直径差异较大、形状复杂的薄壁零件成形。本文对AA6111铝合金的双台阶筒形件成形进行了研究，选用了充液二次拉深工艺，应用有限元数值模拟方法，研究了在成形中各种工艺参数的影响，分析出影响最大的几个参数，对其加以优化。并且在一组最优参数的模拟下，分析了成形中材料的塑性变形状态，得出了双台阶筒形件发生失稳缺陷的危险截面，通过应力数值变化总结拉深成形中对危险截面影响较大因素。应用有限元分析软件DYNAFORM对零件的成形进行了数值模拟，应用其后处理软件分析了液室压力、摩擦系数和工具系数对于双台阶筒形件的最小壁厚分布的影响，横向对比研究了各个工艺参数对零件拉深的影响因素，通过对网格的细化分，可以测出典型点在零件各部分的运动轨迹。通过对双台阶筒形件充液拉深的模拟研究，找出了最优的液压曲线。对成形件的拉深过程的进行了应力应变分析，对出现的拉裂和起皱等成形失败的缺陷进行了分析说明，通过在零件上选取典型点，分析典型点的应力应变状态，揭示了双台阶筒形件充液拉深成形过程中材料的弹塑性变形规律。
【作者】刘巍岩；
【导师】刘晓晶；
【作者基本信息】哈尔滨理工大学，材料加工工程，2012，硕士
【关键词】双台阶筒形件；数值模拟；板材成形；二次拉深；

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