汽车B柱拉延工艺的模拟与改进

发布时间：2017-08-04 05:25

  本文关键词：汽车B柱拉延工艺的模拟与改进

  更多相关文章： 数值模拟 汽车B柱拉延 优化曲线 分区压边

【摘要】：汽车覆盖件的结构一般呈现出尺寸大、板材薄、形状复杂的特点,在其成形过程中需要考虑的因素很多,如冲压方向的调整、毛坯形状的探究、压边力大小和方式的探究以及拉延筋的选取和布局的探究等,这些因素的改变很大程度上影响着拉延件的质量,常见的成形缺陷有开裂、起皱、减薄和回弹。在汽车行业高速发展的今天使汽车覆盖件的生产在最短的时间内得到质量最好、成本最低是汽车生产企业追求的目标,也是研究人员不断研究的课题。本文通过NUMISHEET的标准考题选取汽车B柱为研究对象,重点用变力压边的方法,借助DYNAFORM软件对汽车B柱的成形过程进行了研究。研究了毛坯的形状、压边力的施压方式对材料的减薄率和内应变以及颈部起皱问题的影响,以期提高汽车B柱的成形性能,为汽车B柱成形工艺的制定与模具的设计提供帮助。具体研究内容如下:(1)在DYNAFORM软件中对汽车B柱进行了拉延造型设计;以1mm的高强度钢B170P1为材料,对T形和矩形两种毛坯进行了拉延过程仿真,评价了两种坯料的优缺点。(2)根据汽车B柱的结构特点将压边圈分成了9个区域,并对比分析了整体压边下的T形坯料和分区压边下的矩形坯料在相同条件下(除压边力外)的成形效果,从成形极限图、主应变、板料位移和边界移动情况这四个角度进行了分析,得出结论:分区压边下的矩形坯料成形效果优于整体压边下的T形坯料。(3)通过设置拉延筋,对分区压边下的汽车B柱颈部起皱问题进行了改善。(4)以典型的盒形件为研究对象,进行了不同深度的拉延模拟,探讨了在整体压边圈下压边力与板料减薄情况的关系,得到了在本试验条件下的拉深规律曲线;通过拉深规律曲线在分区压边下盒形件拉延模拟中的应用证明了该曲线的可行性。(5)利用盒形件的优化曲线对分区压边下并增设拉延筋后的汽车B柱进行成形优化。(6)通过三组仿真实验验证了优化曲线不论在整体压边力大小上,还是在对应节点的压边力大小上都已达到最优值,保证了该优化曲线在汽车B柱上应用的可靠性。所得结论对汽车B柱成形工艺的制定与模具的设计有一定的指导意义。
【关键词】：数值模拟 汽车B柱拉延 优化曲线 分区压边
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U466;TG386
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 汽车覆盖件的特点及其材料性能9-10
• 1.1.1 汽车覆盖件的分类9
• 1.1.2 汽车覆盖件的结构特点与质量问题9-10
• 1.1.3 汽车覆盖件钢种分类10
• 1.2 板料成形数值模拟的国内外现状10-13
• 1.2.1 有限元和CAE的发展概述10-11
• 1.2.2 板料成形仿真技术的发展历史11-12
• 1.2.3 板料成形仿真技术的国内外应用现状12-13
• 1.3 冲压成形技术的研究13-16
• 1.3.1 冲压成形特点及压力机研究现状13-15
• 1.3.2 冲压成形常见失效形式15-16
• 1.4 本文主要的研究内容16-17
• 第二章 板料成形仿真介绍及理论基础17-27
• 2.1 DYNAFORM软件仿真介绍17
• 2.2 板料塑性成形原理及数值仿真关键技术17-25
• 2.2.1 弹塑性有限元塑性变形理论18-20
• 2.2.2 弹塑性本构关系（方程）20-22
• 2.2.3 单元类型22
• 2.2.4 求解算法22-24
• 2.2.5 网格自适应技术24-25
• 2.2.6 接触与摩擦的处理25
• 2.3 本章小结25-27
• 第三章 汽车B柱的仿真成形分析27-44
• 3.1 几何模型建立27-28
• 3.2 拉延造型设计28-34
• 3.2.1 拉延方向的确定29-30
• 3.2.2 工艺补充面设计30-31
• 3.2.3 压料面设计31-32
• 3.2.4 毛坯尺寸设计32-34
• 3.3 关于两种类型毛坯的成形过程分析34-42
• 3.3.1 前处理34-36
• 3.3.2 后处理36-42
• 3.4 本章小结42-44
• 第四章 汽车B柱的工艺优化44-66
• 4.1 整体压边下的T形坯料和分区压边下的矩形坯料的成形对比44-49
• 4.1.1 压边圈的分区和压边力的选取44-46
• 4.1.2 成形极限图对比46-47
• 4.1.3 主应变分析47-48
• 4.1.4 板料位移分析48
• 4.1.5 边界移动分析48-49
• 4.2 分区压边下制件颈部起皱的优化49-53
• 4.2.1 拉延筋的分类49-50
• 4.2.2 拉延筋的布局50-53
• 4.3 变压边力优化曲线的研究和应用53-65
• 4.3.1 盒形件的优化53-57
• 4.3.2 利用盒形件的优化曲线改善汽车B柱的成形性能57-62
• 4.3.3 仿真结果探究62-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章 结论与展望66-68
• 5.1 结论66-67
• 5.2 本文不足之处及展望67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-74
• 攻读硕士期间发表的学术论文74-75

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本文编号：617929