北京理工大學(xué)學(xué)報：汽車后橋縮徑-脹形工藝的仿真分析
2022-04-27【作 者】榮吉利;馮志偉;項大林;李健;李彬2
汽車后橋的功能是傳遞車架與車輪之間各方向上的作用力，支承并保護主減速器、差速器和半軸等部件，并與從動橋一起支承車架及其上的總重量。它要有足夠的強度和剛度，質(zhì)量也要求盡量小[1]。
傳統(tǒng)汽車后橋殼生產(chǎn)方法主要有鑄造法和沖壓焊接法，鑄造方法生產(chǎn)橋殼具有質(zhì)量重、技術(shù)要求嚴格的特點，并且鑄造缺陷很難控制;沖壓捍接則對焊接質(zhì)量要求很高.汽車后橋殼由中間牙包(異型截面)與兩端直管組成，屬于回轉(zhuǎn)殼體，因此用液壓脹形工藝制造最為合理[2]。橋殼的液壓脹形工藝具體是指選擇適當尺寸的管坯，首先進行推壓縮徑將其兩端端部直徑減至零件圖要求，然后進行軸向壓縮復(fù)合液壓脹形將中間部分擴張成形.實驗研究發(fā)現(xiàn)，用液壓脹形工藝制造的汽車橋殼，強度與剛度大、重量輕、制件壁厚分布合理、無焊縫，而且材料利用率高、節(jié)能降耗、加工工序少、加工效率高。
王連東等[3]開展了液壓脹形汽車橋殼的研究，并已初步試制出0. 75 t微型汽車橋殼.苑世劍[4-5]進行了液壓成形機理、工藝和設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)的研究以及樣件研制，并已經(jīng)研制出脹形壓力為400 MPa的國內(nèi)首臺內(nèi)高壓成形機.蘇嵐困與于強川分別開展了液壓成形過程數(shù)值仿真研究.郭成[4]對內(nèi)補液增壓式管材液壓成形工藝裝置進行了實驗研究。
本文針對0. 7 5 t載重車型的1/2縮比模型，在縮徑實驗的基礎(chǔ)上，使用ABAQUS對汽車后橋的縮徑和脹形工藝進行了數(shù)值仿真，確定了仿真過程的邊界條件以及加載方式，分析了不同的加載路徑對成形過程的影響，考察了液壓與軸向進給量對成形過程的影響，得到了合理的加載路徑與成形極限應(yīng)力圖。
【結(jié) 論】
根據(jù)縮徑實驗對汽車后橋縮徑加工進行了數(shù)值仿真，將縮徑仿真所得結(jié)果與實驗結(jié)果進行比較，最大誤差控制在5%以內(nèi)，說明了利用ABAQUS進行數(shù)值仿真的可行性與可信性.
在縮徑仿真的結(jié)果基礎(chǔ)上，進行了第1次脹形的數(shù)值仿真，通過大量常壓脹形仿真找到了極限脹形應(yīng)力曲線，并且結(jié)合極限脹形應(yīng)力曲線，給出了合適的加載路徑.第2次脹形時，經(jīng)過反復(fù)嘗試，發(fā)現(xiàn)退火件和未退火件均在多線性加載路徑5下進行第2次脹形較為合適，脹形結(jié)果較為理想。
以下是正文：
