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变形程度对曲面扁壳类汽车覆盖件刚度的影响研究

赵立红 , 任正义 , 江树勇 , 杨玉英

材料科学与工艺

为进一步研究变形程度对曲面扁壳类覆盖件刚度的影响规律,并为提高和改善汽车覆盖件的刚度提供理论依据,建立了能够代表汽车覆盖件曲面特点的柱面扁壳、双曲扁壳件和球面扁壳试验模型.通过分析零件胀拉成形过程特点,得出零件变形程度与成形件特征之间的关系:板厚及成形件的回弹对刚度的影响较为显著,板厚越大、回弹越小,板材的刚度越好;由胀拉成形深度增加而引起的回弹量减少及变形程度增加而导致的试件成形均匀性的提高对刚度提高的贡献大于厚度减薄的影响.

关键词: 汽车覆盖件 , 扁壳件 , 刚庹 , 变形程度

双曲扁壳类汽车覆盖件刚度的试验研究

赵立红 , 邢忠文 , 雷呈喜 , 张晓辉

材料科学与工艺 doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20150315

为进一步掌握汽车覆盖件刚度控制机制,建立了以双曲扁壳件为研究模型的成形试验及刚度测试分析系统。分别完成了成形工艺条件中不同压边力、拉深深度条件下,双曲扁壳件的成形试验,5种约束方式下的双曲扁壳件刚度测试试验。分析了压边力、拉深深度和约束方式对刚度的影响规律。研究表明:刚度测试时的约束方式对刚度有重要影响,约束越大,刚度越大;约束的改变对刚度的影响远大于其他工艺条件(压边力和拉深深度)对刚度的影响,提出刚度测试时为准确获得成形工艺条件等对刚度影响的最佳约束方式;工艺条件中压边力及拉深深度的变化对刚度亦有不同程度的影响,刚度随着压边力的增加而增大;成形时的拉深深度越大,刚度值也越大。上述工艺条件的改变对刚度的影响远大于厚度减薄对刚度的影响,在实际生产中,可以通过调整成形时的工艺参数提高汽车覆盖件的刚度。

关键词: 双曲扁壳件 , 汽车覆盖件 , 刚度 , 压边力 , 拉深深度

镀锌层上单宁酸钝化膜的耐腐蚀性能

闫捷 , 赵立红 , 蒋元力 , 魏灵朝 , 安茂忠

材料保护

为提高镀锌板的耐蚀性,以硝酸、氟化铵、氧氯化锆为辅助成分,配制了单宁酸钝化液,并用其对镀锌板进行钝化处理。通过浸泡试验确定了最佳钝化工艺,通过扫描电镜(SEM)、Tafel曲线和交流阻抗谱研究了不同条件制备的钝化膜的形貌、耐蚀性。结果表明:镀锌层经1mol/L氢氧化钾溶液于65℃活化30s后再在含10g/L氧氯化锆的钝化液中钝化,所得钝化膜致密,出白锈时间可达100h;单宁酸钝化膜有效抑制了镀锌层腐蚀的阳极过程,提高了镀锌板耐蚀性;钝化前对镀锌板活化以及在钝化液中添加氧氯化锆均能提高钝化膜的致密度及耐蚀性。

关键词: 钝化 , 单宁酸 , 镀锌层 , 氧氯化锆 , 活化 , 耐蚀性

曲面扁壳类汽车覆盖件刚度的控制机制研究

赵立红 , 江树勇 , 邢忠文 , 张艳秋

材料科学与工艺

为有效控制和提高汽车覆盖件的刚度,以能够代表汽车覆盖件曲面特点的柱面扁壳件和双曲扁壳件为研究对象,采用数值模拟和试验相结合的方法,深入分析零件在成形过程中拉深筋、拉深深度及压边力对刚度的影响规律,并通过分析扁壳件成形后应力应变分布特点,揭示工艺条件对刚度的影响机制.研究表明:刚度随着压边力的增大而增大,增设拉深筋有助于提高曲面扁壳件的刚度;刚度随着拉深深度的增加而增大;工艺条件的改变可以增大塑性应变量,减少残余应力,并减少回弹,提高刚度.

关键词: 汽车覆盖件 , 刚度 , 压边力 , 拉深筋

镀锌层单宁酸钝化膜的耐蚀性

闫捷 , 赵立红 , 蒋元力 , 魏灵朝 , 安茂忠

电镀与涂饰

为提高镀锌层的耐蚀性,以氟钛酸钾、双氧水、硝酸为辅助成分,制备了单宁酸钝化液,并对低碳钢上的碱性镀锌层进行了钝化处理.通过质量分数为5%的NaCl溶液浸泡试验,确定了最佳钝化液组成和钝化工艺条件为:单宁酸40 g/L,HNO3 5 mL/L,氟钛酸钾10g/L,H2O2 60 mL/L,温度25℃,时间20~30 s.采用扫描电镜研究了钝化膜的形貌;通过分析塔菲尔曲线和电化学阻抗谱,研究了钝化膜的耐蚀性.结果表明:锌镀层经钝化后出现白锈的时间长达120h;锌镀层表面生成致密的钝化膜;与镀锌基体相比,钝化后的镀锌层腐蚀电流明显降低,腐蚀电位、腐蚀电阻明显增大.单宁酸钝化膜有效抑制了镀锌层腐蚀的阳极过程.

关键词: 镀锌层 , 无铬钝化 , 单宁酸 , 耐蚀性

柱面扁壳类覆盖件刚度的数值模拟研究

赵立红 , 江树勇 , 郑玉峰 , 杨玉英

材料科学与工艺

为更好地预测和评定板材覆盖件的刚度,进一步分析研究各影响因素对刚度的影响规律,以能代表汽车覆盖件曲面特点的柱面扁壳零件为研究对象,建立了柱面扁壳模拟件胀拉刚度的仿真分析模型,对柱面扁壳类覆盖件的成形、回弹以及刚度变形3个过程进行数值模拟研究,实验验证了本仿真系统的有效性和实用性,分析了压边力、回弹及约束形式对覆盖件刚度的影响规律.研究表明:增大压边力及回弹的减小都可以提高覆盖件的刚度;成形过程中,约束形式对刚度有重要影响,约束越大,刚度越大.

关键词: 覆盖件刚度 , 数值模拟 , 回弹 , 约束

滚珠直径对薄壁筒形件反向滚珠旋压成形性影响研究

江树勇 , 孙金凤 , 赵立红 , 张艳秋

材料科学与工艺

以工艺实验和刚塑性有限元法为基础,研究了滚珠直径对薄壁筒形件反向滚珠旋压成形性的影响.有限元模拟结果表明,随着滚珠直径的增加,轴向旋压力的波动减小,滚珠前方金属堆积减小,金属稳定流动性增加.工艺实验结果表明,滚珠直径对薄壁筒形件反向滚珠旋压成形性的影响存在两个临界值,而且随着滚珠直径的增加,滚珠旋压力增加,筒坯较易发生塑性变形,滚珠前方金属稳定流动性增加.有限元模拟结果与实验结果保持了良好的一致性.

关键词: 强力旋压 , 滚珠旋压 , 滚珠直径 , 有限元法

模具型面工艺孔对面畸变的影响

孙振忠 , 杨玉英 , 赵立红

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.04.027

为了研究成形凸模工艺孔对面畸变形态及大小的影响,以矩形双曲面扁壳为模型,采用拉深成形工艺方法获得了不同成形条件下的拉深件,利用油砂轮研磨双曲面扁壳拉深件表面,局部的畸变呈圆形暗坑,取暗坑直径(D)与工艺孔径(d)之比作为面畸变的评价指标,研究成形条件对面畸变的影响规律.研究结果表明:凸模型面工艺孔可以诱发双曲面扁壳拉深件面畸变;屈服强度越大、板料厚度越大、凸模型面弦高越小、压边力越小,面畸变越小.

关键词: 双曲面扁壳 , 面畸变 , 拉深成形 , 工艺孔

柱面扁壳面畸变的实验研究

孙振忠 , 杨玉英 , 赵立红

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2005.04.010

为控制覆盖件成形中的面畸变,以矩形柱面扁壳为模型,实验研究了其拉深件及切边后的面畸变,分析了面畸变形成机制及成形条件、切边对面畸变的影响.结果表明:柱面扁壳成形后在柱面方向出现面畸变,面畸变沿柱面方向呈M型且基本成对称的分布,切边后面畸变减小,而且畸变形态转变为U型分布.面畸变随板料厚度的增加、压边力的增加、屈服强度的降低、凸模曲率半径的减小而减小.

关键词: 汽车覆盖件 , 柱面扁壳 , 面畸变 , 拉深成形

汽车覆盖件刚度评价指标的研究

赵立红 , 杨玉英 , 孙振忠

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.04.024

汽车覆盖件刚度是反映覆盖件使用性能的一项重要指标.如何评价覆盖件的刚度,目前尚没有统一的标准.为了建立覆盖件刚度的评价指标和检验标准,以扁壳类零件为模型,对不同材料、曲率半径(单曲)、弧高(双曲)及厚度的曲面扁壳类零件,利用自动测试装置得出载荷-挠度曲线.根据所得曲线对比分析了4种刚度评价指标,给出了弹性变形选取范围及K值的确定方法.研究结果表明这是一种比较准确适用的覆盖件刚度评价方法与评价指标.

关键词: 汽车覆盖件 , 刚度 , 评价指标 , 评价方法 , 扁壳

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