電磁脹形管件的吸能特性研究.pdf

1、安全、節(jié)能和環(huán)保是未來汽車技術(shù)發(fā)展的三大趨勢。隨著能源短缺和環(huán)境污染形勢的日益嚴(yán)峻，對汽車的節(jié)能減排的要求也日益提高。在此背景下，汽車輕量化成為汽車技術(shù)重點(diǎn)研究的方向。實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的三個(gè)主要途徑是使用輕質(zhì)材料，對車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以及采用先進(jìn)加工工藝。在工藝方面，電磁成形是目前應(yīng)用最廣的高速率成形方法之一，使用電磁成形工藝對鋁合金進(jìn)行成形可以在很大程度上提高管件在常溫下的成形極限并且能夠減小回彈。
　　在進(jìn)行電磁脹形管件吸能特

2、性的研究時(shí)，需要考慮電磁脹形加工過程的影響。本文通過準(zhǔn)靜態(tài)軸向壓潰試驗(yàn)研究了電磁脹形后管件的吸能特性，試驗(yàn)表明相同質(zhì)量的管件在電磁脹形后吸能特性會有很大的差異，其原因是電磁脹形引起了管件幾何形狀和加工硬化程度的變化。本文建立了電磁脹形管件軸向壓潰有限元模型，即基于材料本構(gòu)參數(shù)計(jì)算反求的電磁脹形管件的有限元模型和基于多物理場耦合的電磁脹形管件的有限元模型。
　　考慮到電磁自由脹形后管件幾何形狀和加工硬化程度沿軸向分布不均勻，在有限元

3、建模過程中對管件的截面進(jìn)行分區(qū)并對各個(gè)區(qū)域進(jìn)行顯微壓痕試驗(yàn)，然后使用材料本構(gòu)參數(shù)計(jì)算反求的方法來獲取各區(qū)域的材料參數(shù)。建模過程中，將反求得到的材料參數(shù)作為電磁脹形管件軸向壓潰有限元模型的輸入。有限元仿真結(jié)果表明，仿真得到的管件的力-位移曲線及變形模式與管件準(zhǔn)靜態(tài)軸向壓潰試驗(yàn)得到的結(jié)果能較好的吻合。
　　基于多物理場耦合的電磁脹形管件的有限元模型在建立過程中，考慮了電磁脹形加工過程對吸能特性的影響，即把電磁脹形仿真后的加工硬化、厚度