Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ và nhiệt độ đến biến dạng tạo hình khi dập vuốt chi tiết dạng cốc từ vật liệu SPCC.

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ VÀ NHIỆT ĐỘ ĐẾN BIẾN DẠNG TẠO HÌNH KHI DẬP VUỐT CHI TIẾT DẠNG CỐC TỪ VẬT LIỆU SPCC

Ngành:

Kỹ thuật cơ khí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ và nhiệt độ đến biến dạng tạo hình khi dập vuốt chi tiết dạng cốc từ vật liệu SPCC" tập trung giải quyết các vấn đề thường gặp trong quá trình dập vuốt chi tiết dạng cốc từ vật liệu SPCC (tiêu chuẩn JIS G3141) trong ngành sản xuất phụ tùng ô tô, như nhăn, rách, biến mỏng không đồng đều, độ đàn hồi ngược và cào xước bề mặt. Để khắc phục những sai hỏng này, nghiên cứu đã đề xuất và thực hiện giải pháp gia công dập vuốt có hỗ trợ nhiệt độ.

Mục tiêu chính của đề tài bao gồm việc xây dựng đường cong giới hạn tạo hình (FLC) của vật liệu SPCC ở các nhiệt độ khác nhau, phát triển mô hình thực nghiệm tích hợp hệ thống gia nhiệt cho bộ khuôn dập vuốt. Nghiên cứu đã khảo sát ảnh hưởng của các thông số công nghệ (mức độ dập vuốt, lực chặn phôi, bán kính cong của chày) và nhiệt độ đến chiều cao tạo hình (HR) và chiều dày phân bố (tp) của chi tiết dạng cốc thông qua mô phỏng số và thực nghiệm. Đồng thời, luận án cũng xây dựng các mô hình toán học để biểu diễn mối quan hệ giữa các thông số đầu vào và chỉ tiêu đầu ra.

Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp gia công có gia nhiệt mang lại hiệu quả rõ rệt trong việc giảm thiểu sai hỏng. Nhiệt độ gia công có ảnh hưởng rất lớn đến chiều cao tạo hình, khi nhiệt độ phôi tăng lên 250°C, chiều cao tạo hình tăng 43,46% so với dập vuốt ở nhiệt độ phòng. Đối với chiều cao tạo hình, mức độ dập vuốt là thông số ảnh hưởng lớn nhất tại nhiệt độ phòng (86,2%), trong khi nhiệt độ phôi chiếm ưu thế khi dập vuốt có gia nhiệt (56,3%). Các mô hình toán học và thực nghiệm được xây dựng đã được kiểm chứng với độ chính xác cao (sai lệch dưới 5%). Những đóng góp này cung cấp cơ sở khoa học và dữ liệu thực tiễn quan trọng cho việc tính toán, thiết kế và tối ưu hóa công nghệ dập vuốt có gia nhiệt cho vật liệu tấm SPCC.

Mục lục chi tiết:

• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP VUỐT CÓ GIA NHIỆT

  • 1.1 Công nghệ dập tấm trong sản xuất cơ khí
  • 1.2 Công nghệ dập vuốt và những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm dập vuốt
    • 1.2.1 Khái quát về công nghệ dập vuốt
    • 1.2.2 Xác định các thông số của quá trình dập vuốt
    • 1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm dập vuốt
  • 1.3 Các phương pháp gia nhiệt trong dập vuốt
    • 1.3.1 Các mô hình gia nhiệt trên phôi dập vuốt.
    • 1.3.2 Mô hình gia nhiệt trên khuôn dập vuốt
  • 1.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về gia công tạo hình vật liệu tấm có gia nhiệt
    • 1.4.1 Tình hình nghiên cứu ở trong nước
    • 1.4.2 Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước

• CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÁ HỦY VẬT LIỆU VÀ XÂY DỰNG ĐƯỜNG CONG GIỚI HẠN TẠO HÌNH CỦA VẬT LIỆU SPCC TẠI CÁC NHIỆT ĐỘ KHÁC NHAU

  • 2.1 Mô hình thuộc tính và phá huỷ vật liệu
    • 2.1.1 Phá huỷ dẻo vật liệu
    • 2.1.2 Mô hình phá hủy vật liệu
    • 2.1.3 Mô hình thuộc tính vật liệu
    • 2.1.4 Xác định cơ tính vật liệu SPCC sử dụng trong nghiên cứu
  • 2.2 Xây dựng FLC của vật liệu tấm SPCC tại nhiệt độ phòng và nhiệt độ khác nhau
    • 2.2.1. Xây dựng FLC của vật liệu tấm SPCC tại nhiệt độ phòng
    • 2.2.2 Xây dựng FLC của vật liệu tấm SPCC tại nhiệt độ khác nhau

• CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẾN CHIỀU CAO TẠO HÌNH VÀ CHIỀU DÀY PHÂN BỐ CỦA CHI TIẾT DẠNG CỐC TRỤ KHI DẬP VUỐT

  • 3.1 Sơ đồ hệ thống thực nghiệm.
  • 3.2 Thiết lập thực nghiệm
    • 3.2.1 Vật liệu thực nghiệm.
    • 3.2.2 Phôi và dụng cụ phục vụ trong thực nghiệm.
    • 3.2.3 Máy thực nghiệm
    • 3.2.4 Bộ khuôn thực nghiệm
    • 3.2.5 Thiết bị gia nhiệt và bộ thu thập dữ liệu về nhiệt độ
    • 3.2.6 Thiết bị đo
  • 3.3. Mô phỏng số trong gia công dập vuốt
    • 3.3.1 Mô hình phần tử hữu hạn (FEM).
    • 3.3.2 Thiết lập các thông số mô phỏng và thực nghiệm.
  • 3.4 Nghiên cứu về quá trình gia nhiệt trong dập vuốt bằng thực nghiệm
    • 3.4.1 Sơ đồ thực nghiệm
    • 3.4.2 Xây dựng mô hình toán học thể hiện mối quan hệ giữa thời gian gia nhiệt và nhiệt độ phôi khi dập vuốt
  • 3.5 Kiểm chứng độ chính xác của FLC vật liệu SPCC tại các nhiệt độ khác nhau thông qua mô phỏng và thực nghiệm
    • 3.5.1 Kiểm chứng FLC tại nhiệt độ phòng
    • 3.5.2 Kiểm chứng FLC tại nhiệt độ khác nhau
  • 3.6 Nghiên cứu ảnh hưởng của lực chặn phôi, mức độ dập vuốt, bán kính cong của chày và nhiệt độ đến chiều cao tạo hình và chiều dày phân bố của chi tiết dạng cốc trụ
    • 3.6.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của lực chặn phôi (FBH) đến chiều cao tạo hình của chi tiết dạng cốc trụ
    • 3.6.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của mức độ dập vuốt (M₁) đến chiều cao tạo hình chi tiết dạng cốc trụ
    • 3.6.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của bán kính cong của chày Rp đến chiều cao tạo hình chi tiết dạng cốc trụ
    • 3.6.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ phôi T (°C) đến chiều cao tạo hình chi tiết dạng cốc trụ
  • 3.7 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến chiều dày phân bố của chi tiết dạng cốc trụ khi dập vuốt
    • 3.7.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến chiều dày phân bố chi tiết dạng cốc trụ tại nhiệt độ phòng
    • 3.7.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến chiều dày phân bố chi tiết dạng cốc trụ tại nhiệt độ khác nhau
    • 3.7.3 So sánh phân bố chiều dày của chi tiết dạng cốc thông qua mô phỏng tại các nhiệt độ khác nhau

• CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN THỂ HIỆN ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẾN CHIỀU CAO TẠO HÌNH VÀ CHIỀU DÀY PHÂN BỐ CHI TIẾT DẠNG CỐC TRỤ KHI DẬP VUỐT

  • 4.1 Thiết kế thực nghiệm
  • 4.2 Điều kiện thực nghiệm
  • 4.3 Nghiên cứu mối quan hệ giữa các thông số đầu vào và các thông số đầu ra
    • 4.3.1 Phân tích mối quan hệ của các thông số (FBH, Rp, M₁) đến chiều cao tạo hình (HR) của chi tiết dạng cốc trụ khi dập vuốt
      • 4.3.1.1 Xác định mức độ ảnh hưởng của các thông số (FBH, Rp, M₁) đến chiều cao tạo hình (HR1) chi tiết dạng cốc trụ khi dập vuốt.
      • 4.3.1.2 Xây dựng mô hình toán biểu diễn mối quan hệ giữa các thông số (FBH, Rp, M₁) và chiều cao tạo hình (HR1-PT) của chi tiết dạng cốc trụ trong dập vuốt.
    • 4.3.2 Phân tích mối quan hệ của các thông số (FBH, Rp, T) đến chiều cao tạo hình (HR2) của chi tiết dạng cốc trụ trong dập vuốt
      • 4.3.2.1 Xác định mức độ ảnh hưởng của các thông số (FBH, Rp, T) đến chiều cao tạo hình (HR2) của chi tiết dạng cốc trụ trong dập vuốt
      • 4.3.2.2 Xây dựng mô hình toán biểu diễn mối quan hệ giữa các thông số (FBH, Rp, T) đến chiều cao tạo hình (HR2-PT) của chi tiết dạng cốc trụ trong dập vuốt.
    • 4.3.3 Phân tích mối quan hệ của các thông số (FBH, Rp, T) đến chiều dày phân bố (tp) của chi tiết dạng cốc trụ trong dập vuốt.