基于有限元和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的鋁板溫成形參數(shù)分析.pdf

1、隨著能源和環(huán)境問題的日益尖銳，全球各大汽車制造商都努力加快對汽車輕型化的研究與開發(fā)以滿足顧客的要求，擴(kuò)大市場占有率。汽車輕型化中一個(gè)很重要的內(nèi)容就是汽車覆蓋件的輕型化。由于鋁合金的重量比鋼板輕且強(qiáng)度好，滿足輕型化的要求。但是鋁合金的可塑性非常差，在常溫下難以進(jìn)行汽車覆蓋件的成形，溫成形工藝能在保持原微觀結(jié)構(gòu)不變的條件下提高鋁合金板材的可塑性。在溫成形過程中，隨著溫度的升高，鋁分子中各個(gè)滑移面間的原子結(jié)合力降低，因而板料的延展性增強(qiáng)，變形

2、抗力降低，同時(shí)，在較高的溫度下，產(chǎn)生應(yīng)力松弛，降低了回彈，因而提高工件的成形精度。 然而，由于對溫成形內(nèi)部機(jī)理在理解和分析上的欠缺，各廠商在溫成形工藝參數(shù)的制定上都缺乏充分的科學(xué)依據(jù)，通常是憑借反復(fù)實(shí)驗(yàn)的方法來找到適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)，如溫度、沖壓速度、潤滑條件和保持時(shí)間等。這往往需要大量的時(shí)間和費(fèi)用。 近年來，由于計(jì)算機(jī)性能的提升，有限元模擬的精度和速度都有了顯著的提高。沖壓成形的有限元模擬精度和現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)已相當(dāng)接近。因而，用

3、計(jì)算機(jī)模擬取代大部分的實(shí)際實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行У慕档凸に噮?shù)設(shè)計(jì)初期的資源耗費(fèi)。在另一方面，大量的模擬又將占用過多的計(jì)算機(jī)資源。一個(gè)有效降低計(jì)算時(shí)間的方法是通過合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來減少模擬數(shù)量。同時(shí)由于非等溫有限元模擬需要大量的計(jì)算，本文應(yīng)用了一種混合使用等溫和非等溫模擬的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法來提高溫成形工藝參數(shù)設(shè)定的效率。 本文就溫度分布、成形速度、保持時(shí)間和摩擦對Al-5083鋁鎂合金板材的溫成形性能的影響做了一系列的觀察和分析?；旌嫌邢拊ǖ葴?/p>

4、/非等溫）及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法被用來預(yù)測深沖和階梯盒兩模型的最優(yōu)溫成形溫度分布。在所觀察的參數(shù)范圍里（溫度：25-250 oC; 速度: 2.5-5 mm/s; 保持時(shí)間: 1-3 sec; 摩擦系數(shù): 0.06-0.2），我們發(fā)現(xiàn)：Al-5083合金的可成形性在很大程度上取決于凹模和凸模的溫度。為了增加工件的可成形性，凹模和凸模的圓角及扁平面兩個(gè)部分應(yīng)該被保持在不同的溫度水平、成形速度越低越好、保持時(shí)間不宜太長、且凹模與板材之間的摩擦系數(shù)要