鋼制車輪輪輞滾形工藝數(shù)值模擬研究.pdf

1、輪輞加工具有截面復雜、工藝參數(shù)多和加工工序繁瑣等特點，而且傳統(tǒng)的輪輞滾形工藝的分析方法調試時間長、成本高，越來越不適用于當今車輛工業(yè)的新要求。計算機CAE、CAD以及CAM技術的日益發(fā)展和不斷成熟為工程研究帶來了許多新的突破路徑。有限元分析在高強度鋼輪輞滾形工藝中的應用，不但能夠測試已有成形工藝的性能，還可以對成形敏感因素進行分析，并在有限元平臺上設計相應的優(yōu)化方案來驗證。這些手段都可以使輪輞滾形工藝參數(shù)和模具設計進一步優(yōu)化，制件成形質

2、量得到提高，并且跟傳統(tǒng)方法相比，大大減少了設計成本，提高了產品設計的效率。
　　 本文分析了22.5×9型鋼制車輪輪輞的滾壓成形工藝，確定了三道次滾形的形狀分配方案，并在有限元軟件ABAQUS平臺上，系統(tǒng)研究了輪輞滾形成形過程數(shù)值模擬的有限元建模方法，詳細研究了模型構建、網格劃分、材料定義、截面屬性設置、算法的選取、時間步長計算、接觸的賦予、運動載荷的施加等數(shù)值模擬中各個步驟的參數(shù)設置，旨在解決變形中的非線性問題，并在此基礎上建

3、立了三道次鋼制車輪輪輞滾壓成形過程的有限元分析模型。
　　 根據輪輞滾形工藝的特點，分別從能量、應力和成形質量三個方面分析了輪輞的多道次滾形數(shù)值模擬結果。在分析22.5×9型鋼制車輪輪輞成形過程中內能和動能的比值、內能和動能隨加工時間的變化曲線的基礎上，提出輪輞滾壓成形成形過程為準靜態(tài)，確保了工藝參數(shù)與載荷選取的合理性。在研究各道次滾形后坯料的等效應力分布時，重點研究了最大等效應力出現(xiàn)的部位和變化趨勢，得到了最大等效應力隨加工時

4、間的變化規(guī)律。通過對各道次滾形后坯料厚度的分析，得到了各道次滾形工序的厚度分布圖，發(fā)現(xiàn)坯料的最大減薄處位于凹槽靠近輪緣圓角處，且該部位的減薄量集中在一滾中，確定了影響輪輞成形質量的敏感部位為凹槽靠近輪緣的圓角處和關鍵工序為第一道滾形工藝。
　　 對關鍵工序的工藝參數(shù)進行了分析與優(yōu)化。研究了模具運動進給成形加載路徑與坯料成形質量的關系，發(fā)現(xiàn)對進給成形起始與結束時的速度采用平滑處理，并將進給路徑的加載方式由一次加載改為帶有“靜止平臺