基于DEFORM的轮毂类工件旋压成形过程有限元分析及工艺优化

摘要

在社会迅速发展的今天，汽车这一交通工具早已成为大家出行的首选。轮毂作为汽车的重要部件，不仅在承受车身重量中起着至关重要的作用，而且还对表现车身外观以及车辆的转向、驱动等方面有着不可忽视的影响。
　　旋压作为一种包含了铸造、环轧、挤压以及辊压等工艺的先进成形技术，在通用机器、航天航空、电器电子和军工等金属加工领域中都有着广泛的应用。近年来，作为一种新兴的车轮成形新工艺，也被渐渐应用于汽车轮毂的生产与制造中。
　　轮毂旋压成形过程是一个极其复杂的塑性成形过程，为了对轮毂旋压成形过程进行系统的研究，本文利用了有限元数值模拟技术对该过程进行模拟分析，并对结果进行理论分析。以有限元为理论基础，本文对轮毂旋压成形过程进行了深入分析，建立了切合实际的力学模型，并对旋轮进给情况以及摩擦接触等进行了确定，然后利用塑性成形分析软件DEFORM对轮毂旋压成形过程进行了有限元数值模拟，其中主要针对旋轮进给轨迹进行了分析研究，然后根据变化参数后模拟所得的轮毂旋压成形数据，分析了工艺参数对等效应力、旋压力、等效应变等的影响规律，为轮毂旋压成形的参数选定以及工艺优化提供了理论基础和模拟条件。
　　在数值模拟轮毂旋压成形时，选取合适的工艺参数，并通过虚拟正交试验的方法对工艺参数进行优化设计。通过数值模拟得到的不同情况下的旋压力和等效应变的数据，列出表格，通过正交试验的方法以及极差分析法研究其对轮毂最终成形质量的影响关系，分析出主次因素，在适当的取值范围内选取出一组最优的工艺参数。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 轮毂生产工艺

1．3 旋压成形技术

1．4 旋压成形技术的分类

1．5 国内旋压工艺研究现状

1．6 选题背景和意义

1．7 本文研究的主要内容

第二章 有限元基础理论

2．1 引言

2．2 有限元法简介

2．3 材料屈服准则

2．3．1 Tresca屈服准则

2．3．2 Mises屈服准则

2．4 弹塑性有限元法的本构关系

2．4．1 弹性阶段

2．4．2 弹塑性阶段

2．5 求解方程

2．6 本章小结

第三章 旋压成形过程的数值模拟

3．1 引言

3．2 DEFORM简介

3．3 旋压数值模拟

3．3．1 筒形件模拟

3．3．2 锥形件模拟

3．4 轮毂件模拟

3．5 本章小结

第四章 工艺参数的影响

4．1 引言

4．2 进给速度的影响

4．3 主轴转速的影响

4．4 旋轮圆角半径的影响

4．5 坯料厚度的影响

4．6 缺陷的产生与预防

4．7 本章小结

第五章 轮毂件单道次旋压成形工艺参数正交优化

5．1 引言

5．2 正交试验法

5．2．1 概述

5．2．2 正交试验表介绍

5．2．3 极差分析法基本原理

5．3 试验设计

5．3．1 试验目的

5．3．2 试验条件与设备

5．3．3 试验的相关因素

5．3．4 试验设计方案

5．4 试验结果分析

5．5 本章小结

第六章 结论

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士期间的研究成果

声明