汽车覆盖件冲压成形回弹补偿方法研究

发布时间：2020-10-17 22:47

　　 回弹是板料冲压成形工艺中不可避免的缺陷,对最终成形件的尺寸精度有着决定性的影响。随着高强度钢板等新材料的广泛应用,回弹问题变得越来越突出。控制回弹的方法可以分为工艺控制法和回弹补偿法两种,回弹补偿法因其操作简单,成本低以及可以实现彻底消除回弹的优点逐渐成为解决回弹的最常用手段。在众多回弹补偿方法中,最成功的是节点位移反向补偿法,该方法具有高精度、适用于曲面复杂的零件等优点。但是在用该方法进行补偿时存在补偿型面零件特征漂移的现象,即出现零件特征位置误差,这一误差对后续的修边以及装配将造成很大影响,同时也会使得最终成形件无法满足零件本身的尺寸精度要求。针对这一问题本文在节点位移反向补偿法的基础提出了回弹补偿型面精确构建方法,该方法能够获得比节点位移反向补偿法更高的零件特征位置精度。本文的具体研究内容如下:1.在对节点位移反向补偿法深入分析的基础上,提出了回弹补偿型面精确构建方法。本文从回弹路径的角度进行了分析,指出了节点位移反向补偿法的错误,并提出了回弹路径相似假设。在回弹路径相似假设的基础上,将回弹前后节点法向量的夹角作为补偿前后回弹路径在空间方位上夹角,从而进一步提出沿路径补偿的回弹补偿型面精确构建方法。以某轿车前舱内横梁为例进行了在回弹补偿系数为1的情况下回弹补偿计算,对比了用回弹补偿型面精确构建方法和节点位移反向补偿法所获得的补偿型面零件特征位置精度,结果表明回弹补偿型面精确构建方法可以获得更高的零件特征位置精度。2.为了验证回弹路径相似假设,本文对回弹路径展开了研究。通过以某轿车前舱内横梁为例进行了迭代回弹补偿计算,对比分析了补偿前后的回弹路径,结果表明两者差异很小,从而验证了回弹路径相似假设的有效性。3.基于回弹路径相似假设,提出了当回弹补偿系数不为1时的回弹补偿型面精确构建方法。当补偿量乘以回弹补偿系数时,一般的是对补偿量进行直线的延伸或缩短,但是实际上节点应该是沿着路径进行变动的,因此本文提出了用沿曲线变动的方式处理回弹补偿系数的办法,并以某轿车前舱内横梁为例进行了对比计算,结果表明沿曲线变动的回弹补偿型面精确构建方法比沿直线变动的节点位移反向补偿法具有更高的零件特征位置精度。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG386;U466
【部分图文】：

前舱内横梁本节将以某轿车的前舱内横梁作为实例进行分析，零件三维如图3.10所示，零

针对该零件的回弹问题，本文对它进行回弹补偿计构建将分别采用节点位移反向补偿法和回弹补偿型面精确构用这两种回弹补偿法所获得的回弹型面的零件特征位置精度构建方法的效果和可行性。模型的建立横梁为对称件，为了提高计算效率，在进行数值模拟仿真时算。在前舱内横梁仿真模型建立前,先在 CAD 软件中添加工工艺补充的 CAD 模型如图 3.11 所示，将其导出为 igs 格式文软件中，再在有限元仿真中进行工具设置及网格划分。零件大小为 310mm*618mm，单元类型选用 BT 壳单元，为了提高板料网格均采用三角形网格和四边形网格的混合网格，积分方度积分点数为 7。材料选用 DP500 高强度钢板，其具体材料好合适的工艺参数，布置好合适的拉延筋后之后进行仿真，仿详细工艺参数设置见表 3.1 所示。

图 3. 12 前舱内横梁有限元仿真模型表 3. 2 DP500 材料部分参数厚度t(mm)弹性模量E(GPa)硬化系数K(MPa)泊松比v硬化指数 n各向异 ° 1.2 207 802 0.28 0.2 1 0.8真结果分析上一节的冲压仿真模型进行仿真计算获得的成形效果图如图 3.13看出，成形效果非常好，无起皱无拉裂且材料变形充分。板料厚度示，最大厚度为 1.174mm，最小厚度为 0.916mm，最大减薄率为率低于 25%，在许可范围内。回弹分布图如图 3.15 所示，回弹仿零件对称面处，从图中可以看到，最大处有 16.634mm，位于图中红回弹约束点最远，回弹变形较大，因此需进行回弹补偿计算。分别段板料的网格节点和单元信息进行统计，统计结果如表 3.3 所示
【参考文献】

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本文编号：2845408