涡轮增压器执行器卷边工艺试验设计及数值模拟

摘要

随着科学技术不断的发展，金属成型加工技术不断的完善，人们对金属成型精度要求越来越高。卷边，有时也称包边，是一种比较常见的连接外板和内板的加工方法。卷边通常是板料成型的最后一道工序，卷边区域通常为外表面区域尤其是边缘部分，因而卷边质量的好坏对板料的外观质量具有重要意义。涡轮增压器执行器具有使用环境高气压、频繁动作的特点，执行器的卷边质量直接影响到其密封性能及其使用寿命，为此找到合理的卷边工艺参数对执行器的卷边成型质量极其重要。
　　本文主要研究S公司生产的乘用车涡轮增压器T2型号执行器的卷边工艺过程，通过设计正交试验获得一系列试验数据，并对其进行了单因素直观分析和多因素正交矩阵分析，得出主要的工艺参数包括模面斜角?、模具圆角R及卷边压力P对主要成型质量指标包括截面尺寸E值、F值及厚度T等的影响趋势，提出了试验水平基础上使产品质量最优的工艺参数组合，且通过连续生产抽样统计分析验证了结论的可参考性。
　　基于正交试验设计对执行器卷边成型工艺的分析研究及其得到的相关结论，利用有限元技术对执行器卷边工艺过程进行数值模拟分析。首先通过建立执行器以及最优模具形状参数的模具三维模型，利用Hypermesh软件进行网格划分、材料参数定义、约束设定及接触类型设置等仿真前处理，并设定仿真时间及输出控制，而后在LS-DYNA求解器运算仿真过程，最后在后处理软件LS-PrePost中提取相关的仿真结果。将运行出的仿真结果进行一系列的分析研究，分析卷边成型过程中材料的应力应变关系，并测量模拟的卷边成型截面形状尺寸，与正交试验结论及实际生产结果进行对比分析，最终肯定仿真方法的可行性并选取最优工艺参数组合。
　　因此，本文希望通过设计正交试验以及结合数值模拟分析，选取影响涡轮增压器执行器卷边成型时的重要工艺参数，分析其在卷边成型时对单个指标质量的影响趋势以及交叉影响结果，最终为卷边工序选取最佳的工艺参数组合，从而为实际的生产过程提高模具设计质量、减少模具生产周期、降低报废率及生产成本。

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第1章 绪 论

1.1选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 板料卷边成型研究方法

1.4 本课题的研究内容与方法

1.5本章小结

第2章卷边工艺分析及执行器介绍

2.1 卷边成型工艺

2.2 涡轮增压器执行器介绍

2.3 涡轮增压器执行器卷边工艺及相关参数

2.4 常见的次品类型

2.5 本章小结

第3章 执行器卷边工艺的试验设计及研究

3.1试验研究内容和方法

3.2正交试验设计方法一般步骤和分析方法

3.3基于正交试验设计的执行器卷边工艺参数优化

3.4 实践验证比较

3.5本章小结

第4章 卷边工艺数值模拟分析理论基础及软件介绍

4.1 弹塑性力学中的基本原理

4.2 接触问题

4.3有限元方法思想内容及其基本步骤

4.4 基于LS-Dyna软件仿真的有限元理论

4.5本章小结

第5章 执行器卷边成型数值仿真模拟分析

5.1 执行器数值模拟分析背景及意义

5.2 模型原始参数的确定

5.3 模拟所得数据与理论值/实际值比较

5.4 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与的科研项目

致谢