汽车轻量化铝合金AA6010弯曲回弹实验模拟研究

摘要

本文通过对AA6010铝合金板进行V形弯曲回弹实验以及有限元数值模拟分析，并采用极差和方差两种方法对正交实验模拟结果进行分析，研究了成形速度、板料厚度、弯曲中心角、弯曲次数、压边力等工艺参数对板料弯曲成形卸载后回弹角的影响。并以目标角度为90°、150°的铝板为例，介绍了利用有限元模拟软件Dynaform进行模具型面补偿的方法，最终确定模具的角度为84.13°、146.16°。
　　有限元正交试验模拟结果表明：在较大的成形速度范围内，随着成形速度的增加，板料弯曲成形卸载后的回弹角逐渐减小，但回弹角的改变量较小；随着板料厚度和弯曲中心角的增大，卸载后的回弹角减小，且回弹角的变化幅度较大；而随着弯曲次数的变多，回弹角总体呈现略微减小的趋势，但减小的幅度不大；随着压边力的较大变化，实验结果回弹角变化也较大，压边力增大，回弹角减小。由极差和方差法分析可以得出：压边力、弯曲角度、板料厚度对试验结果回弹角有着显著的影响，是重要因素；成形速度和弯曲次数对实验结果回弹角的影响较小，是次要因素。最优组合下的最大变薄率为6％-7%，模拟回弹角只有0.936°，明显减小。
　　V形弯曲回弹实验结果表明：在成形速度小于15mm/s时，弯曲成形后的回弹角随着成形速度的增加，回弹角变大，在成形速度超过60mm/s时，回弹角随着成形速度的增加呈现逐渐减小的趋势，在15mm/s-60mm/s之间可能出现一个塑性变形最低点，使卸载后的回弹角最大；随着板料厚度和弯曲中心角的增大，回弹角减小，且变化量较大；而弯曲次数的增多，回弹角也呈现减小的现象，但减小的幅度较小，在第二次弯曲的时候改变量相对较大。实验结果和模拟结果的变化规律基本一致，经过参数的优化组合的确减小了回弹，模具型面补偿后也能达到目标角度。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 汽车车身用铝合金

1.3 国内汽车车身用铝合金研究现状

1.4 铝合金板弯曲回弹的研究现状

1.5 本文主要研究内容及意义

2 板料弯曲回弹理论基础

2.1 引言

2.2 弯曲变形过程及应力分析

2.3 弯曲回弹分析

2.4 本章小结

3 6010铝合金板V形弯曲回弹有限元模拟分析

3.1 引言

3.2 Dynaform软件简介

3.3 Dynaform软件在产品工艺确定及模具设计中的一般流程

3.4 V形件弯曲回弹正交实验模拟分析

3.5 本章小结

4 6010铝合金板V形弯曲回弹实验研究

4.1 引言

4.2 实验材料及实验设备

4.3 实验方案

4.4 实验结果及分析

4.5 本章小结

5 回弹补偿模具设计

5.1 引言

5.2 模具补偿理论及方法

5.3 回弹模拟的修正

5.4 模具型面补偿过程及结果

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢