● 摘要
铝合金矩形截面管件既可以实现减轻质量的目的,同时可以保证零件的强度和刚度,因此该类零件在汽车及航空航天领域获得极为广泛的应用。该类零件的传统制造工艺存在诸多不足,管材充液成形技术可以实现整体成形,显著改善零件结构的一体性,该技术在弯曲轴线管件的制造应用中日趋见多。由于矩形截面管零件结构的复杂性,以及管材充液成形技术理论储备的不完善,该技术在实际应用推广中发展缓慢。本文基于某型号汽车悬架臂为研究对象,对矩形截面弯曲轴线管件充液成形技术及其关键问题进行系统的研究。
通过材料性能测试实验对6008铝合金材料性能进行初步评判,获取有限元模拟材料模型所需的材料参数,选择合适的屈服准则和材料硬化模型,建立有限元分析材料模型。结合管材自由胀形实验、有限元数值模拟和理论计算结果三相对比验证该材料模型的准确性。
结合零件的使用要求和结构特征,根据工艺补充型面的设计原则建立 合理的有限元模型,并利用有限元分析软件DYNAFORM/LS-DYNA数值模拟优化分析确定合理的坯料规格。合理的管坯尺寸和形状可以明显改善充液成形过程中材料的不均匀变形,充分发挥材料的成形性能。
利用DYNAFORM/LS-DYNA软件对悬架臂零件充液成形工艺过程进行数值仿真分析,包括弯曲、预成形和终成形,根据工艺参数的理论计算结果确定优化分析的参数范围,利用正交实验分析主要工艺参数对充液成形结果的影响,获得最佳的工艺参数组合。结合工艺试制试验,验证有限元分析所确定的工艺路线,制得合理的悬架臂零件,并对其成形结果进行分析,为矩形截面弯曲轴线管件充液成形技术的应用提供指导性意见。
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