汽车中地板加强板全工序冲压成形数值模拟

发布时间：2017-05-11 16:17

  本文关键词：汽车中地板加强板全工序冲压成形数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,为提高汽车安全性同时实现车身轻量化,大量的高强钢板被用于制造车身覆盖件。然而,这类零件不仅制造难度大,而且容易产生成形缺陷,这就给开发更为合理、经济的制造工艺提出了严峻的挑战。有限元数值模拟技术是解决这一问题的有效措施,该技术能够在实际生产前有效地预测模具设计缺陷及板料成形缺陷,极大的缩短了模具开发和产品开发的周期。目前,有限元数值模拟技术已经广泛地应用于汽车覆盖件冲压成形领域,然而,相关研究主要集中在单工序成形模拟上,对于多工序成形模拟的研究却很少。本文基于板料成形有限元数值模拟软件AutoForm,对某汽车中地板加强板进行了全工序冲压成形数值模拟。研究结果表明:利用全工序数值模拟极大的缩短了中地板加强板模具的开发和试模周期;同时,本文产品的工艺方案设计合理,对同类产品的工艺和模具设计有一定的参考价值。本文主要的研究内容如下:1.中地板加强板成形工艺设计对产品进行工艺分析,确定产品的成形方案为拉延、修边与冲孔、整形、侧冲孔。利用AutoForm与CATIA协同完成了拉延模面设计。基于Onestep模块对产品进行展开和排样设计,确定毛坯的形状和尺寸。通过模拟分析,确定了合理的拉延有限元模型。利用AutoForm相关的功能实现整形面向CAD制作的工艺补充面上进行展开,快速的获得了修边线。在CATIA中完成整形模面设计,制定合理的整形工艺。通过外部导入直线定义侧冲孔方向,制定合理的侧冲孔工艺。2.中地板加强板成形工艺优化研究了压边力、模具间隙、摩擦系数三个工艺参数对产品拉延成形的影响并给出各个工艺参数的合理取值区间。基于正交实验,对压边力、模具间隙、摩擦系数三个工艺参数进行组合优化。利用AutoForm的Trim模块对第二工序的外轮廓切边线进行了优化。研究了压边力与摩擦系数两个工艺参数对整形的影响并给出两个工艺参数的合理取值区间,确定最佳的整形工艺参数组合。3.中地板加强板回弹分析与补偿分别对修边与冲孔工序后和整形后的零件进行回弹分析,利用AutoForm的compensator模块对超过回弹偏差的整形区域进行回弹补偿。
【关键词】：中地板加强板 冲压成形 数值模拟 工艺方案 回弹补偿
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U466;TG386
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 引言12-13
• 1.2 汽车用高强钢简介13-15
• 1.3 汽车覆盖件冲压成形特点15-16
• 1.4 板料成形性与冲压成形缺陷16-17
• 1.5 板料成形数值模拟技术的发展17-18
• 1.6 本文研究意义及内容18-20
• 第2章 板料成形有限元数值模拟基本理论20-28
• 2.1 引言20
• 2.2 单元技术20-21
• 2.3 有限元求解方法21-23
• 2.4 各项异性屈服准则23-25
• 2.5 接触处理技术25-26
• 2.6 AutoForm软件简介26-27
• 2.7 本章小结27-28
• 第3章 中地板加强板成形工艺设计28-50
• 3.1 引言28
• 3.2 初步工艺分析28-29
• 3.3 数据的导入与拉延前处理29-32
• 3.3.1 产品数据的导入29-30
• 3.3.2 网格的划分30-31
• 3.3.3 冲压方向的确定31-32
• 3.3.4 CAD/CAE协同造型32
• 3.4 拉延工艺设计32-41
• 3.4.1 压料面设计32-33
• 3.4.2 工艺补充面设计33-35
• 3.4.3 料片展开与排样35-36
• 3.4.4 拉延有限元初始模型36-39
• 3.4.5 拉延有限元优化模型39-41
• 3.5 修边与冲孔工艺设计41-44
• 3.5.1 修边线与冲孔线的获取41-42
• 3.5.2 修边与冲孔模拟结果分析42-44
• 3.6 整形工艺设计44-47
• 3.6.1 整形模面设计44-45
• 3.6.2 整形模拟的设置45-46
• 3.6.3 整形模拟结果分析46-47
• 3.7 侧冲孔工艺设计47-48
• 3.8 本章小结48-50
• 第4章 中地板加强板成形工艺优化50-72
• 4.1 引言50
• 4.2 模拟精度设置与结果判定50-52
• 4.2.1 模拟精度的设置50-51
• 4.2.2 模拟结果的评判51-52
• 4.3 工艺参数对拉延成形的影响52-60
• 4.3.1 压边力对拉延成形的影响52-55
• 4.3.2 模具间隙对拉延成形的影响55-57
• 4.3.3 摩擦系数对拉延成形的影响57-60
• 4.4 拉延成形工艺参数优化60-64
• 4.4.1 正交实验方案的设计60-61
• 4.4.2 正交实验结果的处理61-63
• 4.4.3 拉延工艺参数的确定63-64
• 4.5 切边线的优化64-66
• 4.5.1 切边线优化设置64-65
• 4.5.2 优化结果的导出65-66
• 4.6 整形工艺参数优化66-71
• 4.6.1 压料力对整形的影响66-68
• 4.6.2 摩擦系数对整形的影响68-70
• 4.6.3 整形工艺参数的确定70-71
• 4.7 本章小结71-72
• 第5章 中地板加强板回弹分析与补偿72-84
• 5.1 引言72
• 5.2 回弹模拟设置与结果评判72-73
• 5.3 修边冲孔工序后的回弹分析73-75
• 5.4 整形工序后的回弹分析75-76
• 5.5 回弹的影响因素与控制76-78
• 5.5.1 回弹的影响因素76-77
• 5.5.2 回弹的控制方法77-78
• 5.6 计算机辅助回弹补偿78-82
• 5.6.1 回弹补偿基本流程78-79
• 5.6.2 AutoForm回弹补偿79-82
• 5.7 实际生产应用82-83
• 5.8 本章小结83-84
• 第6章 结论84-86
• 参考文献86-92
• 致谢92

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本文编号：357622