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在汽车玻璃成形过程中,热弯和钢化是两个非常关键和重要的阶段。其中弯曲阶段影响成品的最终形状,冷却阶段影响成品的钢化强度。因此,深入研究汽车玻璃热弯钢化成形过程的各个阶段,建立一套完善的理论模型是十分必要的。本论文对汽车玻璃热弯钢化成形的变形与应力问题做了模拟及实验研究。
利用实验方法,采用差式扫描量热法(DSC)对汽车玻璃原片的降温比热进行测试,采用石英膨胀仪法对玻璃的热膨胀性进行测试。在实验数据的基础上,探讨了汽车玻璃原片升/降温比热的差异,并建立了降温比热的数学模型,分析了热膨胀性与温度的关系,为汽车玻璃热弯钢化成形工艺提供了基础性数据。
结合粘弹性大变形理论,通过合理的简化,对汽车玻璃热弯成形进行了理论研究。在实验的基础上,结合三维瞬态热传导理论和热力耦合理论,建立了汽车玻璃冷却钢化阶段数学模型。
借助计算机工具和有限元技术,对汽车玻璃热弯成形过程、冷却钢化过程进行集成化数值模拟。通过数值模拟获得整个成形过程中汽车玻璃的弯曲形状、回弹变形和应力分布情况。
本文以桑塔纳轿车后侧窗三角玻璃产品为例,对整个汽车玻璃热弯钢化成形过程进行集成化数值模拟,并通过对实际产品测试结果和数值模拟结果进行对比分析,论证了数值模拟的精度和可信度。
最后,基于数值模拟技术,采用正交试验设计方法,研究了工艺参数对玻璃热弯钢化成形的影响,进行了汽车玻璃成形工艺的优化设计,以便使得产品的回弹率降低、表面钢化应力更高。