铝合金汽车轮毂错距旋压成形工艺研究

摘要

错距旋压相对于一般强力旋压具有独特的优越性。近年来错距旋压技术已广泛应用于国内外的航空、航天、军工等领域。由于影响错距旋压成形的因素繁多且复杂，用实验方法确定工艺方案往往是费时和不经济的。为了系统的研究汽车轮毂错距旋压成形规律，在对轮毂错距旋压工艺分析的基础上，建立了符合实际的力学模型，并结合数值模拟结果深入分析了错距旋压前后力学性能和组织性能的变化。　　利用有限元分析软件SIMUFACT对轮毂的错距旋压过程进行数值模拟，得到旋压成形过程中的应力应变分布情况，分析了变形区金属的流动规律和塑性成形机理。受压区金属向径向、轴向及切向流动，主要向轴向流动;应力方面:旋轮和毛坯接触区呈三向压应力状态，而其他区域多为两向压应力和一向拉应力状态。应变方面:轴向应变主要为压应变，切向应变和径向应变则主要为拉应变。　　着重模拟了不同轴向错距值和径向压下量对旋压力、等效应力的影响。得到旋压力和变形区内等效应力的变化规律。旋压力随着错距值的增大先变小后增大，得到在错距值为2mm时，旋压力最小。作用区内等效应力在错距值为2mm时分布最为均匀，有利于坯料的均匀变形。径向旋压力在径向压下量为2mm、1.5mm、1.5mm时均方差最小，此时坯料变形均匀。变形区等效应力亦在此组压下量作用下最为均匀。　　结合数值模拟，对比分析经错距旋压变形前后，铝合金汽车轮毂组织和力学性能。金相分析显示旋压成形细化轮毂晶粒，形成纤维组织，使组织更加均匀，弥合铸造组织缺陷，提高轮毂致密度，提高了轮毂的组织性能。拉伸性能分析得到旋压工艺提高了轮毂的强度、硬度等，降低轮毂塑性，总体提高轮毂的力学性能;断口SEM分析，旋压工艺使铸造试样的韧窝断口转变为韧窝断口和准解理断口相结合的混合断口，降低材料塑性，与拉伸实验结果一致。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 汽车轮毂的生产工艺

1．3 铝合金轮毂旋压成型工艺的比较

1．4 旋压技术分类和发展概况

1．5 旋压技术的研究现状

1．6 选题的背景和意义

1．7 课题研究的主要内容

第二章 有限元法基本原理

2．1 引言

2．2 有限元法在旋压技术中的应用

2．3 弹塑性有限元法

2．4 弹塑性变形本构方程

2．5 有限元求解方程

2．6 SIMUFACT有限元软件的介绍

2．7 本章小结

第三章 轮毂旋压工艺设计及有限元模型的建立

3．1 引言

3．2 旋轮结构参数的确定

3．3 错距旋压变形工艺参数的确定

3．4 轮毂强力旋压有限元模型的建立

3．5 本章小结

第四章 轮毂旋压成形模拟结果及工艺参数的影响

4．1 引言

4．2 轮毂错距旋压成形模拟结果与分析

4．3 旋轮作用区成形过程中的应力应变分析

4．4 错距值对轮毂旋压成形的影响

4．5 各旋轮下压量对旋压成形的影响

4．6 本章小结

第五章 铝合金轮毂旋压成形组织性能分析

5．1 引言

5．2 铝合金轮毂的组织性能变化

5．3 铝合金轮毂的力学性能变化

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的论文发表情况