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《武汉理工大学》 2012年
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激光拼焊板焊缝建模与冲压成形基础研究

宋燕利  
【摘要】:近年来,随着汽车轻量化要求的不断提高,激光拼焊板在汽车车身覆盖件的制造中得到了较为广泛的应用。然而,由于焊缝对母材的拘束作用,拼焊板的冲压成形性较普通板的有一定程度的降低。也就是说,拼焊板在塑性成形时的裂纹起裂时刻较普通板的要早一些,这在很大程度上限制了拼焊板应用领域的进一步拓宽。如何提高拼焊板的成形性已成为拼焊板冲压成形技术中亟待解决的主要问题之一。因此,研究拼焊板的成形和失效规律,揭示拼焊板塑性变形和裂纹起裂的机理,进而提高拼焊板的成形性是一项具有重要科学价值和实践意义的课题。本文旨在通过理论分析、有限元仿真模拟辅以试验验证的方法,探讨激光拼焊板成形性和裂纹起裂的主要影响因素,寻求提高拼焊板成形模拟和缺陷预测精度、改善拼焊板成形性的途径。研究成果可为企业制定合理的拼焊板制造和冲压工艺提供理论依据。本文的主要研究内容如下: (1)基于Erichsen杯突试验和有限元仿真模拟,研究不同的屈服模型和硬化模型对板料冲压有限元仿真精度的影响规律。 (2)通过小尺寸拼焊板试样的单向拉伸试验和混合法则,建立拼焊板的均质焊缝模型;分别通过理论计算法和纳米压痕法,建立考虑宽向不均匀力学性能特征的非均质焊缝模型;研究焊缝的均质模型和非均质模型对拼焊板成形模拟和缺陷预测精度的影响规律。 (3)基于有限元仿真模拟,系统地研究凸模冲压速度、拼焊板与工具各接触面之间的摩擦系数、压边圈类型、压边力大小以及焊接方向与母材轧制方向之间的夹角等冲压工艺参数对同质等厚、同质差厚和异质等厚等不同组合类型的拼焊板成形性的影响规律;优化拼焊板在拉胀成形中的冲压工艺参数。 (4)基于有限元仿真模拟,系统地研究母材间的强度比和厚度比等对拼焊板成形性的影响规律,提出异质等厚拼焊板(或同质差厚拼焊板)的Erichsen杯突值(IE值)可以通过它们的母材强度比(或厚度比)以及相同冲压工艺参数下同质等厚拼焊板的IE值计算获得。系统地研究焊缝金属的强化系数、硬化指数和延伸率等塑性参数对拼焊板成形性的影响规律,并与塑性参数对母材普通板的影响规律作对比。 (5)基于Erichsen杯突试验和有限元仿真模拟,研究拼焊板在双向拉伸变形中的裂纹起裂模式以及不同起裂模式之间的转变过程;建立同质等厚拼焊板裂纹起裂位置与焊缝初始偏置量之间的函数关系。研究拼焊板裂纹起裂模式与应力、应变和板料厚度分布之间的关系,揭示拼焊板在双向拉伸变形中裂纹起裂的作用机理。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG386

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 胡巧声;林建平;邢丹英;郭瑞泉;鲍文华;;激光拼焊门内板开裂敏感因素研究[J];锻压技术;2009年06期
2 陈炜,杨继昌,林忠钦;拼焊板在车身覆盖件制造中的应用[J];汽车工程;2003年01期
3 姜银方,杨继昌,陈炜;拼焊板冲压成形研究的现状和发展趋势[J];汽车工程;2003年04期
4 余海燕;高云凯;;汽车用DP钢与TRIP钢的成型性能试验研究[J];汽车技术;2008年04期
5 尹茂华;颜登强;;温度、变形程度、变形速度对3.0%硅钢高温变形抗力的影响[J];武钢技术;1987年11期
6 宋燕利;华林;;车身覆盖件拼焊板冲压成形技术的研究现状及发展趋势[J];中国机械工程;2011年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王家全;;基于投影面积的农用车车身冲压件拉延方向自动确定算法研究[J];安徽农业科学;2011年36期
2 赵亚东;郝安林;;《金属塑性成形原理》课程的教学探索[J];安阳工学院学报;2011年04期
3 褚亮,卢险峰,张朝阁;缩口变形力的计算及其精度比较[J];兵器材料科学与工程;2004年05期
4 施于庆;李凌丰;;板料拉深有限元模拟冲模速度研究[J];兵器材料科学与工程;2010年03期
5 王佳友;佟铮;史兴隆;王呼和;;异形坯管式连铸结晶器爆炸成形过程数值模拟[J];兵器材料科学与工程;2011年04期
6 黄利;张晓燕;;包钢汽车用冷轧钢带研制[J];包钢科技;2009年S2期
7 施于庆;李凌丰;;带工艺孔的板坯拉深新工艺有限元模拟[J];兵工学报;2009年07期
8 周贤宾;刁可山;李晓星;金朝海;;闭截面型材的拉弯成形性[J];北京航空航天大学学报;2006年10期
9 盛杰;;期刊编辑对科技论文创新性的把握[J];编辑学报;2011年03期
10 陈林,苏光;Z字钢蝶式孔型尺寸对变形影响的有限元分析[J];包头钢铁学院学报;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 段彦宾;杨明;赵维川;闫庆禹;;汽车拼焊板门内板成型性及焊缝移动控制分析[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
2 赵丽萍;柳串伟;李宗斌;要义勇;;基于递阶多色集合的汽车覆盖件冲压工艺建模的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 彭云成;刘金海;李国禄;晋会锦;;磨球落球疲劳试验应力仿真[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
4 房灵申;赵明扬;徐志刚;;我国激光拼焊自动化成套装备发展现状与对策[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
5 杜小辉;苏文斌;;拉延筋约束力模型在数值模拟中的应用[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
6 宋美娟;汪凌云;向毅;;考虑损伤效应的镁合金板材超塑性成形极限及其数值模拟[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
7 姜银方;张永康;朱元右;汪建敏;李路娜;;基于变压边力的拼焊板方盒件成形失效分析[A];2007年全国失效分析学术会议论文集[C];2007年
8 黄亚娟;丘宏扬;;轿车发动机罩外板拉深成形数值模拟研究[A];第十届粤港机电工程技术与应用研讨会暨梁天培教授纪念会文集[C];2008年
9 李权;彭建;蒋显全;潘复生;;二次变形对ZM21镁合金组织和性能的影响[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第一卷)[C];2011年
10 宋少娜;项辉宇;;板料成形塑性应变视觉测量方法[A];全国先进制造技术高层论坛暨第七届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余兴强;铸态TB6钛合金的加工图及其锻造工艺优化[D];南昌航空大学;2010年
2 张金营;PEMFC金属双极板成形模具技术研究[D];大连理工大学;2010年
3 郝红肖;鼓包法表征弹塑性膜/基体系界面结合性能的理论模型[D];湘潭大学;2010年
4 谢智;镁合金拼焊板冲压成形控制及应用研究[D];沈阳理工大学;2010年
5 杜德恒;基于流动速度场控制的挤压成形弯曲管件过程研究[D];天津理工大学;2010年
6 周浩;ZK60镁合金等通道角加工组织分析和数值模拟[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 陈展标;G公司H型轿车后门外板拉手位变形的质量改善研究[D];华南理工大学;2011年
8 朱三武;A车门总成刚性缺陷研究及改善[D];南昌大学;2010年
9 苏建民;无网格法及其在任意形状接触界面金属成形中的应用研究[D];浙江大学;2010年
10 刘满门;反应合成Ag/SnO_2复合材料挤压过程的有限元模拟[D];昆明理工大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐丙坤,施法中;板料冲压成形回弹的数值模拟[J];北京航空航天大学学报;2001年02期
2 王利;杨雄飞;陆匠心;;汽车轻量化用高强度钢板的发展[J];钢铁;2006年09期
3 叶平;沈剑平;王光耀;吴剑;;汽车轻量化用高强度钢现状及其发展趋势[J];机械工程材料;2006年03期
4 陈炜,杨继昌,林忠钦;拼焊板在车身覆盖件制造中的应用[J];汽车工程;2003年01期
5 田浩彬,林建平,刘瑞同,许永超;汽车车身轻量化及其相关成形技术综述[J];汽车工程;2005年03期
6 刘胜,李飞鹏;双相钢在东风EQ140汽车上的应用研究[J];汽车工艺与材料;2001年04期
7 康永林;邝霜;尹显东;于浩;刘仁东;;汽车用双相钢板的开发与研究进展[J];汽车工艺与材料;2006年05期
8 姚贵升;;塑性变形诱导相变钢TRIP钢的性能和应用[J];汽车工艺与材料;2006年09期
9 朱伟成;徐成林;宋宝阳;富壮;;冲压技术发展趋势[J];汽车工艺与材料;2007年01期
10 符仁钰,许珞萍,陈洁,邵光杰,徐晓,卫品官,张梅,江震;轿车减振器盖用钢板的双相处理工艺研究[J];热处理;1999年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘克进;薄板冲压回弹试验研究及数值模拟对比分析[D];湖南大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 翁孟超;杨志强;涂新军;;基于Dynaform的拼焊板冲压成形压边方法研究[J];锻压技术;2007年02期
2 邱晓刚;陈文龙;;激光拼焊板冲压成形的数值模拟研究[J];钢铁钒钛;2006年02期
3 方井柱,陈炜,袁国定,仲志刚,方禾,朱国璋;差厚拼焊板拉延反鼓包方盒件的成形性研究[J];塑性工程学报;2003年03期
4 韦行;宝钢合资建设的国内最大拼焊板厂竣工投产[J];上海金属;2005年03期
5 王炳德,刘莹,周文龙,许沂,张士宏,王忠堂;拼焊板焊接法及其实验研究[J];机械设计与制造;2002年03期
6 顾佩兰;宋昌才;;基于数值模拟的拼焊接板冲压成形研究[J];农业装备技术;2006年06期
7 郭立伟,孙大勇,谷丰,李丹;不等厚板的两种焊接工艺及接头塑性变形性能[J];哈尔滨理工大学学报;2003年02期
8 张士宏,许沂,马占国,王忠堂,程欣;拼焊板方盒件拉深成形的实验研究[J];塑性工程学报;2000年03期
9 张士宏 ,许沂 ,王忠堂 ,程欣 ,马占国;不等厚拼焊板材的成形性实验研究[J];锻压技术;2002年01期
10 杨继昌,陈炜,张福祥,仲志刚,方禾,朱国璋;差厚拼焊板拉延成形工艺研究[J];江苏大学学报(自然科学版);2003年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 段彦宾;杨明;赵维川;闫庆禹;;汽车拼焊板门内板成型性及焊缝移动控制分析[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
2 霍春梅;周杰;阳德森;;激光拼焊板U形件弯曲回弹规律的研究[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年
3 朱宝泉;马占国;张士宏;许沂;;拼焊板方盒件拉深成形中焊缝移动规律的研究[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年
4 朱宝泉;马占国;张士宏;许沂;;拼焊板方盒件拉深成形中焊缝移动规律的研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
5 苏岚;程俊业;陈银莉;许应;戎文娟;;热冲压成形实验装置的开发和实验研究[A];第十四届中国科协年会第8分会场:钢材深加工研讨会论文集[C];2012年
6 胡勇;张伟勇;袁萍;王呈方;周永清;刘光武;;船体外板冲压成形研究[A];2011年CAD/CAM学术交流会议论文集[C];2011年
7 陈秀深;;轿车车门内板的冲压成形[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年
8 张志勤;何立波;高真凤;秦子然;;当代汽车用拼焊产品发展现状[A];2008年全国轧钢生产技术会议文集[C];2008年
9 周贤宾;;塑性加工技术的发展——更精、更省、更净[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年
10 房灵申;赵明扬;徐志刚;;我国激光拼焊自动化成套装备发展现状与对策[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 阮海儿;中国激光拼焊板市场方兴未艾[N];中国冶金报;2004年
2 张译中编译;浦项拼焊板(TWB)机组正式投产[N];中国冶金报;2003年
3 ;POSCO公司开始为汽车用钢建设拼焊板(TWB)厂[N];世界金属导报;2002年
4 本报记者  赵三明;一项增加车身结构安全的新技术[N];中国工业报;2006年
5 张译中;POSCO扩张拼焊板生产能力[N];中国冶金报;2003年
6 朱久发;蒂森克虏伯汽车板发展战略[N];世界金属导报;2007年
7 云;安赛乐·米塔尔公司与Noble公司最终确定合并拼焊板业务[N];世界金属导报;2007年
8 周贤宾 严致和;发展遇阻冲压成形业寻求突破[N];中国工业报;2004年
9 戴维;汽车行业用钢发展历程及现状[N];世界金属导报;2010年
10 朱久发;国外汽车车身用高强度钢板及其问题对策[N];世界金属导报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋燕利;激光拼焊板焊缝建模与冲压成形基础研究[D];武汉理工大学;2012年
2 王金轮;基于高强度钢板的车身结构设计关键理论与应用研究[D];华南理工大学;2011年
3 刘大海;5052铝合金板材磁脉冲辅助冲压成形变形行为及机理研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 刘大海;5052铝合金板材磁脉冲辅助冲压成形变形行为及机理研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 王金武;汽车覆盖件冲压成形缺陷的精细分析与仿真优化方法研究[D];吉林大学;2010年
6 闫康康;CAE驱动的汽车板成形缺陷精益诊断解决与稳健控制技术研究[D];吉林大学;2010年
7 胡朝辉;面向汽车轻量化设计的关键技术研究[D];湖南大学;2010年
8 余天明;激光拼焊板制车门成形和刚度的数值仿真与试验研究[D];吉林大学;2011年
9 李立军;汽车深冲薄钢板冲压成形及损伤机理研究[D];武汉理工大学;2005年
10 王武荣;基于自适应模拟的变压边力优化技术研究[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢智;镁合金拼焊板冲压成形控制及应用研究[D];沈阳理工大学;2010年
2 王晖;曲线焊缝拼焊板的冲压研究及其变压边力优化设置[D];苏州大学;2010年
3 赵浩;折线焊缝拼焊板冲压成形影响因素的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 高超;拼焊板制轿车门内板冲压成形工艺参数优化[D];重庆大学;2010年
5 钱芳;镁合金拼焊板冲压成形性能研究[D];沈阳理工大学;2009年
6 张广威;拼焊板帽形件弯曲成形研究[D];燕山大学;2011年
7 朱世超;拼焊板U形弯曲成形及回弹数值模拟研究[D];燕山大学;2010年
8 贾朋举;变截面薄板的冲压成形性能研究[D];重庆大学;2011年
9 付磊;拼焊板力学性能及其耐撞性仿真研究[D];湖南大学;2012年
10 陈刚强;基于侧碰安全性的高强度钢车身拼焊板零件设计方法研究[D];湖南大学;2012年
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