汽车刮水刷片弹簧片弯曲成形及回弹控制研究

摘要

汽车刮水刷片弹簧片是汽车风窗刮水器的重要组成零件，其质量的优劣直接影响风窗玻璃的刮刷质量。现在国内大部分刮水刷片弹簧片的生产企业使用一种凸轮下压材料的加工方法生产这一零件，产品质量不稳定，生产效率低，且设计产品周期长，无法满足现代快速变化的市场需求。
　　本文基于弹簧片弯曲成形的特性，分析了弹簧片在弯曲过程中应力应变的分布规律，理论上推导出弯曲时弯矩和弯曲力大小的计算公式。对于不同的材料和弯曲半径分别使用弯矩的简化算法和应力分析算法求出弯矩的大小，之后结合变曲力的求解公式计算出弯曲力的大小。由于材料的弯曲变形过程是非常复杂的，常常在伴随着材料内部结构的变化如中性层的内移，弯曲区材料尺寸的变化，横截面的畸变、拉裂等。所以弯矩的理论计算与生产实际存在一定差异。因此本文尝试使用一种新的弯曲试验装置，测量出不同材料在弯曲成不同半径时所需弯曲力的大小，并对比理论与实验结果，得出应力分析法得出的弯曲力大小结果更加符合实验结果，但还是存在差异，需要进行修正。
　　回弹是弯曲成形中不可避免的缺陷，由金属塑性成形原理可知，材料在外力去除后弹性变形的部分将会消失，从而造成工件形状和角度发生变化。本文先假设工件的回弹是由于一个外加的反向弯矩造成的，依此推导出回弹量的大小，再使用Dynaform和Autoform软件来模拟工件的弯曲成形过程并计算其回弹量的大小，对比模拟与理论计算的大小，通过对比发现理论值要比模拟值小，这是说明材料在回弹时还要受其它因素的影响如材料硬化等。
　　通过对汽车刮水刷片弹簧片弯曲成形和回弹控制的研究，为以后的生产弹簧片机器开发和有关工艺制定提供重要的参考意义。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 研究项目的来源

1.3 国内外研究的现状

1.4 本课题研究的主要内容，目的和意义

1.5 本章小结

第二章 弹簧片弯曲成形及其回弹控制理论分析

2.1 引言

2.2 弹簧片弯曲成形的受力分析

2.3 弯矩的计算

2.4 弯曲成形工艺的影响因素

2.5 弯曲成形工艺中回弹的问题

2.6 本章小结

第三章 弹簧片弯曲成形试验方法及实验装置

3.1 实验准备：

3.2 试验方法

3.3 本章小结

第四章 弹簧片弯曲成形回弹控制的有限元分析

4.1 有限元分析软件及使用说明

4.2 弹簧片弯曲成形的模拟分析过程

4.3 导入模型

4.4 自动设置

4.5传输数据到Autoform进行回弹分析

4.6本章小结

第五章 弹簧片弯曲成形工艺试验结果研究

5.1 测量系统分析

5.2 弯曲成形试验结果分析

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

附录：攻读学位期间发表的研究成果