36200字硕士毕业论文机械变形压力连接过程仿真及其在模具选择中的应用

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：36200字

论点：连接,变形,压力

论文概述：

本课题采用弹塑性有限元法，应用ABAQUS有限元仿真软件对机械变形压力连接动态过程进行仿真分析，讨论了仿真过程中各参数影响因子对于有限元模拟过程以及结果的影响，并且在仿真结构准确

论文正文：

第一章导言

1.1简介

1.2国内外机械变形压力连接技术的研究现状

1.2.1国外研究现状
目前，国外基于机械变形压力连接技术的研究相对较多，主要集中在钢板和铝板的机械变形压力连接技术上。其近年来的主要研究机构和研究成果如下:主要研究机构:芬兰拉普兰大理工大学机械工程学院:哈里斯教授多年来致力于机械变形连接技术的研究，在研究中初步建立了模具参数与连接质量的关系，并在连接质量检测方面做了大量的研究工作，发表了许多高水平的论文。德国汉诺威大学弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute)，致力于金属板料零件机械变形压力连接技术的研究，其研究水平处于世界领先水平。此外，在合金材料的机械变形连接方面，特别是镁铝温度成形技术方面也做了一些尝试。
澳大利亚材料科学与焊接研究所:主要研究薄板压力连接过程中不同涂层对金属材料力学性能的影响。
进入21世纪以来，压力连接理论在技术研究方面取得了很大进展。从实验科学的起步阶段，逐渐进入理论研究阶段，主要包括机械变形压力连接技术的数值模拟技术研究、机械变形连接技术模具参数匹配的理论研究和机械变形连接过程控制的理论研究。具体来说:2000年。哈默尔·[15]等人提出了压力连接过程有限元模拟中的自动重网格方法，并对压力连接过程的模型描述和力学理论的应用给出了较为完整的描述。瓦里斯·[16]-[17]在2002年和2003年，对由不同厚度的高强度钢形成的圆形连接点和方形连接点进行了比较研究。在2003年的另一份研究报告中，他对连接过程中各种参数与连接点剪切强度之间的关系进行了大量的实验和研究。最近，德·保拉·[18]等人研究了模具几何参数与连接点颈部宽度和自锁宽度之间的关系，而乌杰恩、本·阿耶德·[19]-[20]则利用田口方法(Taguchi Methods)研究了模具几何参数与连接点颈部厚度、自锁宽度和抗拉强度之间的关系。他们发现模具的几何参数对连接点的质量影响很大，优化了模具参数，取得了良好的效果。此外，在田口方法的基础上，他们还在2008年提出了利用移动铅平方逼近的响应面方法来研究模具几何参数与颈部厚度、自锁宽度、抗拉强度等之间的关系。并为压力连接理论的研究提出了新的研究方法，具有较高的应用价值。

第二章机械变形压力连接技术

机械变形压力连接技术是指通过部分或完全变形将连接部件(连接部件)或辅助元件(辅助连接部件)连接起来的加工方法。压力连接技术是机械变形连接技术的一个分支(如图2-1所示)。它是一门综合了有限元建模分析、统计、数值分析、材料特性研究、金属材料变形理论和工业控制技术等多门学科的综合性学科。
机械变形压力连接技术根据剪应力形式可分为有剪切和无剪切两种形式。根据连接形式，可分为点连接、方形连接、异形连接、双连接、平面连接和预设孔连接。不同形式的压力连接技术的原理是相同的，只是生产过程不同。它的动态过程由工具的连续运动来表示。本文旨在研究汽车制造业中广泛应用的无剪切压力连接技术。

2.1无剪切压力连接技术
无剪切压力连接技术是指工作流程中连接点的形成，连接点在流程中不会被剪切损坏。非剪切压力连接技术体系的一个重要区别是凹模的结构。凹模可分为整体凹模和可分离凹模(凹模可移动，可分为两个或多个部分)。如图2-1和2-2所示。图2-3和2-4分别示出了非剪切压力连接技术的连接点和模具。

第三章动态机械变形压力连接通过..............................24-48
3.1机械变形压力连接有限元模拟理论..............................24-29
3.2有限元模型的建立..............................29-35
3.3机械变形压力连接仿真分析..............................35-44
3.3.1板网格参数的优化..............................35-37 [/BR/] 3.3.2模拟过程中的最短时间问题..............................37-40
3.3.3网格自适应问题..............................40-44
3.4模拟结果..............................44-45
3.5模拟过程能量分析..............................45-47
3.6本章概述..............................47-48
第四章机械变形压力连接的数值模拟..............................48-52
4.1机械变形压力连接试验..............................48-49
4.2模拟结果和测试结果的比较..............................49-50
4.2.1几何截面分析..............................49-50
4.2.2凸模继电器的对比分析..............................50[/比尔/] 4.3分析总结..............................50-51
4.4本章概述..............................51-52
第五章压力连接..............................52-75
5.1模具匹配的理论基础..............................52[/溴/] 5.2机械变形压力连接模具选择示例..............................52-65
5.3模具选择测试和结果分析..............................65-71
5.3.1测试设计..............................65-66 [/BR/] 5.3.2连接点质量测试..............................66-69
5.3.3测试结果分析..............................69-71 [/BR/] 5.4主模具参数和连接点质量之间的关系..............................71-74
5.5..............................本章第74-75节

结论

通过本文的研究，得出以下结论:
1 .建立了机械变形连接成形的有限元模型。通过数值模拟与实验结果的对比分析，验证了有限元数值模拟的正确性和有效性。结果表明，机械变形数值模拟技术可以应用于解决实际压力连接生产中的各种问题，可以解决以往分析方法无法解决的成形分析问题，可以为实际产品设计开发提供参考，缩短模具产品开发周期，降低产品开发成本，提高产品的市场竞争力。
2。研究了数值模拟结果的影响因素，阐述了网格参数优化配置、速率放大、ALE网格自适应等关键技术在机械变形连接模拟过程中的应用。讨论了关键技术的正确使用对机械变形连接仿真过程精度的影响，为机械变形连接的数值仿真技术提供了很好的参考。
3。提出了一种基于体积算法的模具参数选择创新设计理论。凹凸模的关键参数范围由体积计算确定。结合有限元数值模拟技术和实际实验，最终确定了相对最优的模具。建立了一套完整的机械变形连接模具参数选择方案。为机械变形连接的模具选择和模具设计提供了理论参考。
4。利用有限元分析和剪切剥离试验结果，研究了关键模具参数对机械变形压力连接点质量的影响，如冲头半径和模具深度。还讨论了自锁厚度与颈部厚度之间的相互作用。揭示了与机械变形连接质量相关的关键参数之间的正负比例关系，为机械变形连接模具的设计提供了很好的参考价值。

参考
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