熱成形模具冷卻系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

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1、碩士學(xué)位論文熱成形模具冷卻系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)TheOptimizationDesignofCoolingsysteminHotStampingDies學(xué)21003038大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明作者鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含其他已申請(qǐng)學(xué)位或其他用途使用過的成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法

2、律責(zé)任。作者簽釓—等哮一魄旦年上月產(chǎn)曰大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要高強(qiáng)度鋼板熱成形技術(shù)能夠有效地實(shí)現(xiàn)汽車輕量化并提高整車被動(dòng)安全性能。同時(shí)還能夠精確地制造形狀復(fù)雜的汽車零部件，并且是節(jié)約能源，環(huán)境友好的現(xiàn)代汽車車身制造技術(shù)。合理地設(shè)計(jì)熱成形模具內(nèi)部的冷卻系統(tǒng)能夠保證模具的連續(xù)冷卻能力，降低熱成形模具熱疲勞，并保證高溫板料冷卻均勻。冷卻管道的形狀、總體布局、冷卻系統(tǒng)密封等都是冷卻機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，也是熱成形模具設(shè)計(jì)的重要技術(shù)。本文針對(duì)熱成形模具內(nèi)部冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化研究，建立了熱成形過程的耦合仿真技術(shù)，并且基于此技術(shù)提出了熱成形模具冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化方法，為實(shí)際熱成形生產(chǎn)工藝的研究和計(jì)算

3、機(jī)模擬技術(shù)提供了積累和探索。為了保證耦合仿真以及后續(xù)的優(yōu)化流程的可靠性，本文首先進(jìn)行了重要參數(shù)和性質(zhì)的研究。測(cè)定了板料和模具之間與溫度相關(guān)的界面換熱系數(shù)，考慮了氧化層厚度和接觸壓強(qiáng)對(duì)界面換熱系數(shù)的影響；研究了冷卻介質(zhì)和冷卻管道之間的對(duì)流換熱系數(shù)；分析了水流速度、熱流量以及管道直徑對(duì)對(duì)流換熱系數(shù)的影響；利用熱拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)定了板材材料在不同溫度和不同應(yīng)變率下的應(yīng)力．應(yīng)變關(guān)系。其次，以ABAQUS和FLUENT為工具，建立了耦合仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了考慮熱．力．相變及水冷系統(tǒng)的整體耦合仿真系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了有水冷系統(tǒng)的U形模具，通過驗(yàn)證研究分析了溫度場(chǎng)和板料回彈趨勢(shì)。耦合仿真的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果吻合

4、良好，驗(yàn)證了耦合仿真的有效性和合理性。最后，建立了完整的熱成形模具水冷系統(tǒng)優(yōu)化流程。對(duì)模具實(shí)例進(jìn)行了水冷系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化后的模具總體冷卻效果明顯提升，并且模面溫度的均勻性也顯著提升。此方法為熱成形的計(jì)算機(jī)模擬和水冷系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了借鑒。關(guān)鍵詞：熱成形(熱沖壓)；冷卻系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；數(shù)值模擬大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文格式規(guī)范AbstractUltra-highstrengthsteelhotformingtechnologyisanadvancedautomotivelightweighttechnology，whichCanimprovethepassivesafetyperf

5、ormanceofautomotivesignificantly．Thistechnologyisenergyefficientlyandithasgreatadvantageinproducingthecomplex-shapedautoparts．Duetotherequirementofcoolingefficiency，temperatureuniformity，andthermalfatiguelife，thedesignofcoolingsysteminhotformingdiesisveryimportant．Theshapeofcoolingduct，overal

6、larrangement，andtheleaktightnessarethekeyfactorsforcoolingsystemdesign．Thisthesisfocusesontheoptimizationdesignofcoolingsystem．Acoupledsimulationmethodforhotstampingprocesswasestablishedandanoptimizationprocedurebasedonthecoupledsimulationmethodwasestablished．Thisthesistakesabigstepforwardfor

7、theinvestigationofhotformingsimulationandprovidesanefficienttoolforthemanufacturingtechnique．Inordertomakethesimulationandthesubsequentoptimizationprocedurereliable，severalkeyphysicalparametershavebeeninvestigatedinadvancesuchasthetemperature