基于SPH的平面曲线铝合金薄板滚压成形数值仿真与试验研究

作     者：李建军 朱文峰 LI Jianjun;ZHU Wenfeng

作者机构：同济大学机械与能源工程学院上海201804 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2020年第56卷第24期

页      面：61-71页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51975416 51275359)。 

主　　题：滚压成形 SPH-FEM耦合 铝合金薄板 胶黏剂 

摘      要：滚边压合是实现车身门盖件内外板高质量连接的装配工艺,其成形机理及质量预测一直是关注的重点。为定量揭示胶黏剂对轻质薄板成形的影响机理,引入光滑粒子法(Smoothed particle hydrodynamics,SPH)模拟胶黏剂,建立能满足工程实际的预测模型,并与传统欧拉法(Euler)进行了对比,验证了方法的可行性。以典型曲线轮廓结构为研究对象,采用有限元法(Finite elementmethod,FEM)模拟铝合金薄板,建立SPH-FEM耦合的数值模型,对含胶滚压过程进行仿真,并通过试验进行了验证。然后,采用响应面法建立了胶层黏度、挤压速度和胶层厚度参数对成形质量交互影响的数学模型。研究表明,与无胶层相对比,有胶层的外板缩进值和最大塑性变形降低。胶层厚度对成形质量的影响显著,胶层黏度次之,滚压速度相对较小。基于SPH的建模方法解决了含胶滚压成形难以量化的问题,为工艺优化和提升制造精度提供了重要的理论依据。