汽車激光拼焊板的成形及仿真技術

前言
術語
第一章激光拼焊板的單向拉伸力學性能 1
一、 直線焊縫差厚拼焊板的力學解析模型 1
二、 焊縫條件對拼焊板單向拉伸性能的影響規(guī)律 4
(一) 焊縫角度與單向拉伸性能的關系模型 4
(二) 橫向焊縫位置與單向拉伸性能的關系模型 11
(三) 縱向焊縫條件下焊縫位置的解析模型 14
三、 拼焊板橫向拉伸時應變不均勻性對成形性能的影響 18
(一) 焊縫材料參數(shù)及仿真建模方式對橫向拉伸性能的影響 18
(二) 同材拼焊板橫向拉伸時平均延伸率力學解析模型 22
(三) 理論模型的有限元及試驗驗證 23
(四) 應變不均勻性因素對平均延伸率的影響 23
四、 拼焊板縱向拉伸時應力不均勻性對成形性能的影響 27
(一) 拼焊板縱向拉伸時平均延伸率力學解析模型 28
(二) 理論模型的驗證 29
(三) 應力不均勻性因素對平均延伸率的影響 31
參考文獻 36
第二章激光拼焊板的成形性能 39
一、 拼焊板成形變形不均勻性理論 39
(一) 拼焊板有限元分析理論 39
(二) 板厚比對極限成形高度的影響 40
(三) 拼焊板極限成形高度降低的理論分析及驗證 49
二、 拼焊板焊縫移動及脹形成形高度的解析模型 52
(一) 拼焊板變形中焊縫移動的解析模型及試驗驗證 52
(二) 拼焊板脹形成形高度的解析模型 54
三、 拼焊板成形過程中焊縫兩側(cè)母材應變路徑動態(tài)變化機理 59
(一) 拼焊板母材雙向拉伸簡化模型 59
(二) 拼焊板成形過程中母材應變路徑動態(tài)變化力學解析模型 60
四、 拼焊板成形極限圖 65
(一) 基于焊縫極限的母材應變區(qū)域分析及成形極限圖的建立 65
(二) 新成形極限圖的試驗驗證 68
五、 曲線焊縫拼焊板的成形性能 71
(一) 曲線焊縫差厚拼焊板的力學解析模型 71
(二) 曲線焊縫拼焊板脹形有限元模型的建立與驗證 72
(三) 不同形式曲線焊縫對拼焊板成形能力的影響對比 74
(四) 不同半徑圓弧焊縫對拼焊板成形能力的影響研究 75
參考文獻 76
第三章激光拼焊板的本構關系及綜合強度比 77
一、 概述 77
二、 激光拼焊板的本構關系及其母材強度系數(shù) Ｋ 值 78
(一) 拼焊板平面應力狀態(tài)本構關系 78
(二) 拼焊板平面應力狀態(tài)本構關系驗證 82
(三) 拼焊板母材強度系數(shù) Ｋ 值 86
三、 基于綜合強度比的拼焊板母材參數(shù)對成形性能的影響規(guī)律 91
(一) 拼焊板綜合強度比模型 91
(二) 拼焊板母材參數(shù)對綜合強度比及其弱板應變路徑的影響規(guī)律 94
參考文獻 108
第四章激光拼焊板的材料參數(shù)對成形性能的影響 110
一、 拼焊板母材參數(shù)對成形性能的影響規(guī)律 110
(一) 母材初始板厚 ｔ0差異對成形性能的影響 110
(二) 強度系數(shù) Ｋ 值差異對拼焊板成形性能的影響 112
(三) 應變硬化指數(shù) ｎ 值差異對拼焊板成形性能的影響 114
(四) 厚向異性指數(shù) ｒ 值差異對拼焊板成形性能的影響 116
二、 拼焊板剛性凸模脹形有限元模型試驗驗證 119
三、 不同板厚比條件下母材性能參數(shù)差異對綜合強度比的影響 121
(一) 不同板厚比下 Ｋ 值差異對綜合強度比的影響 121
(二) 不同板厚比下 ｎ 值差異對綜合強度比的影響 123
(三) 不同板厚比下 ｒ 值差異對綜合強度比的影響 124
四、 母材性能參數(shù)與板厚的綜合匹配關系 126
(一) 母材性能參數(shù)與板厚匹配理論關系 126
(二) 母材性能參數(shù)與板厚匹配關系仿真 128
(三) 不同匹配關系下拼焊板變形非均勻性分析 130
參考文獻 131
第五章激光拼焊板焊縫的性能與仿真建模 132
一、 概述 132
二、 激光拼焊板焊縫的性能 132
(一) 激光拼焊板焊縫的宏觀形貌及微觀組織 132
(二) 激光拼焊板力學性能的確定 134
三、 基于目標位置的拼焊板初始焊縫位置預測模型 142
Ⅴ
(一) 雙拉變形條件下的解析模型 142
(二) Ｕ 形件拼焊板初始焊縫位置預測模型 147
四、 基于失效模式的焊縫建模 154
(一) 激光拼焊板焊縫建模方式 154
(二) 基于臨界板厚比的失效模式預測 156
(三) 不同焊縫建模方式的激光拼焊板材料參數(shù)范圍 163
參考文獻 178
第六章激光拼焊板沖壓成形數(shù)值仿真 181
一、 激光拼焊板單向拉伸數(shù)值模擬中焊縫性能的影響 181
(一) 拼焊板焊縫材料參數(shù)對模擬結果的影響 181
(二) 基于兩種焊縫處理方式的拼焊板單向拉伸數(shù)值模擬 184
(三) 基于剛性連接拼焊板單向拉伸試件變形非均勻性理論分析及驗證 186
二、 汽車拼焊門內(nèi)板零件拉深成形案例分析 192
(一) 拼焊門內(nèi)板零件成形極限能力影響因素 192
(二) 拼焊門內(nèi)板沖壓成形有限元建模及驗證 193
(三) 工藝參數(shù)對拼焊門內(nèi)板成形性能的影響規(guī)律 195
參考文獻 200
第七章汽車激光拼焊板的設計與應用 201
一、 汽車零件拼焊板設計需要滿足的要求及關鍵技術 201
(一) 汽車零件拼焊板設計需要滿足的要求 201
(二) 汽車拼焊板零件設計的關鍵技術 206
(三) 拼焊板設計方法的適用范圍 209
二、 拼焊板設計中母材等效替換的當量模型 209
(一) 拼焊板母板材料參數(shù)對瞬時強度的影響規(guī)律 209
(二) 拼焊板母板材料參數(shù)對瞬時強度影響的敏感性 217
(三) 拼焊板母板材料參數(shù)的當量模型 221
三、 兼顧使用性和制造性的拼焊板輕量化設計 227
(一) 車門結構及使用