基于AUTOFORM软件的某轿车前顶灯安装板冲压模拟研究

发布时间：2017-09-13 15:26

  本文关键词：基于AUTOFORM软件的某轿车前顶灯安装板冲压模拟研究

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【摘要】：汽车覆盖件是汽车的主要构成之一，具有结构复杂、表面质量要求高等特点，变形规律很难把握，在冲压成形过程中很容易产生拉裂、起皱或回弹等成形缺陷。随着技术的发展，对高质量产品的追求，大大增加了质量控制和模具开发的难度，也是汽车企业提高核心竞争力的关键。将CAE技术引入汽车领域，不仅可以对成形过程进行模拟，还可以对成形结果进行预测，对成形工艺水平的提高、降低生产成本有重要意义。 本文以某轿车前顶灯安装板为研究对象，对其成形性进行分析，利用AutoForm模拟软件对其成形过程进行数值模拟，，针对其在成形过程中产生的成形缺陷以及回弹问题，采取有效措施加以控制，使冲压件的各项指标均符合标准，可以指导冲压件的实际生产，达到高质量产品的要求。 本文所做的主要研究工作有以下几个方面： 1、概括阐述汽车覆盖件的成形特点及质量要求，简要分析了板料冲压成形过程可能产生的缺陷和控制方法，以及冲压成形数值模拟理论基础。对所使用的模拟软件AutoForm进行简要说明。 2、分析某轿车前顶灯安装板的成形性。零件的拉深深度不一致，会导致板料不同位置流动的不均匀，侧壁部分可能会出现过度减薄；局部圆角过渡较小，应力分布不均匀，易引起过度减薄甚至拉裂等成形缺陷；底部弯曲部分，易引起回弹问题。以St14为研究材料，利用AutoForm模拟软件对某轿车前顶灯安装板进行数值模拟分析，以减薄率、起皱率和回弹角度的大小为衡量标准，讨论压边力、拉延筋、凹模圆角半径、摩擦系数和凸凹模间隙等工艺参数对其成形性的影响规律。 3、基于AutoForm模拟软件的某轿车前顶灯安装板的成形数值模拟。根据此零件的结构特点及成形性对其进行工艺补充，建立有限元模型，并对各工序过程进行模拟，通过对工艺参数的调整和优化，提出合理的成形方案。 4、利用AutoForm模拟软件对各工序过程进行回弹模拟。分析回弹结果，模拟结果表明冲压件整体回弹量都很小，并对不加控制因素的情况进行模拟分析。 根据某轿车前顶灯安装板的结构特点，利用AutoForm模拟软件进行数值分析，预测可能产生的成形缺陷；通过工艺补充改善型面结构，优化工艺参数，合理设计拉延成形方案；对各工序过程进行模拟分析，并在结束之后对其回弹进行模拟分析，控制成形质量达到合格标准，指导实际生产。
【关键词】：冲压成形 数值模拟 工艺补充 参数优化 回弹
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U466;TG386
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-13
• 第1章 绪论13-23
• 1.1 引言13-16
• 1.2 汽车覆盖件冲压成形16
• 1.2.1 汽车覆盖件冲压成形的特点16
• 1.2.2 汽车覆盖件冲压成形的质量要求16
• 1.3 板料冲压成形缺陷分析16-20
• 1.3.1 起皱17-18
• 1.3.2 拉裂18
• 1.3.3 回弹18-20
• 1.4 板料冲压成形的研究方法20
• 1.4.1 解析法20
• 1.4.2 实验法20
• 1.4.3 有限元数值模拟20
• 1.5 板料成形有限元的发展及应用20-21
• 1.6 本文研究的主要内容21-23
• 第2章 板料成形过程数值模拟基本理论23-31
• 2.1 引言23
• 2.2 屈服准则23-25
• 2.2.1 Von Mises 各向同性屈服准则23
• 2.2.2 Hill’48 正交各向异性屈服准则23-24
• 2.2.3 Barlat’89 各向异性屈服准则24-25
• 2.3 单元理论25-26
• 2.3.1 单元类型25
• 2.3.2 壳单元理论25-26
• 2.4 有限元模拟的求解算法26-28
• 2.4.1 静力隐式算法26
• 2.4.2 动力显式算法26-27
• 2.4.3 静力显式算法27
• 2.4.4 一步成形法27-28
• 2.5 接触算法28
• 2.5.1 罚函数接触算法28
• 2.5.2 拉格朗日接触算法28
• 2.5.3 非线性罚函数接触算法28
• 2.6 AUTOFORM 模拟软件简介28-29
• 2.7 本章小结29-31
• 第3章 某轿车前顶灯安装板成形性分析31-51
• 3.1 零件成形性分析31
• 3.2 有限元模型的建立31-32
• 3.2.1 零件模型的导入31-32
• 3.2.2 零件有限元模型的建立32
• 3.3 初步模拟结果32-34
• 3.3.1 零件减薄和增厚的模拟结果分析33-34
• 3.3.2 零件回弹的模拟结果分析34
• 3.4 零件成形问题的研究34-50
• 3.4.1 压边力对成形的影响35-37
• 3.4.2 拉延筋对成形的影响37-41
• 3.4.3 凹模圆角对成形的影响41-44
• 3.4.4 摩擦系数对成形的影响44-47
• 3.4.5 凸凹模间隙对成形的影响47-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第4章 某轿车前顶灯安装板数值仿真模拟及优化51-73
• 4.1 引言51
• 4.2 成形极限图51-54
• 4.3 零件模型的建立和型面的处理54-58
• 4.3.1 某轿车前顶灯安装板的工艺补充54-57
• 4.3.2 冲压方向的确定57-58
• 4.4 板料模型的设置58-59
• 4.4.1 坯料的生成58-59
• 4.4.2 材料参数的设置59
• 4.5 模拟参数的设置59-61
• 4.5.1 工具体的设置59-60
• 4.5.2 模具间隙和摩擦系数的设置60
• 4.5.3 拉延工序的设置60-61
• 4.6 拉延成形模拟分析61-69
• 4.6.1 初步拉延模拟成形61-64
• 4.6.2 第二次拉延模拟成形64-67
• 4.6.3 优化成形参数模拟67-69
• 4.7 修边冲孔工序的设置和模拟分析69-70
• 4.8 压力机吨位的选择70-71
• 4.9 本章小结71-73
• 第5章 回弹模拟分析73-83
• 5.1 引言73
• 5.2 各工序回弹模拟分析73-75
• 5.2.1 拉延工序回弹模拟分析73-74
• 5.2.2 修边冲孔工序回弹模拟分析74-75
• 5.3 冲压件不加控制回弹的补充的回弹模拟分析75-80
• 5.3.1 建立拉延模型75-76
• 5.3.2 工艺参数的设置76-77
• 5.3.3 拉延工序和回弹模拟分析77-78
• 5.3.4 修边冲孔工序和回弹模拟分析78-80
• 5.4 实际应用80
• 5.5 本章小结80-83
• 第6章 结论83-85
• 参考文献85-91
• 致谢91

【参考文献】

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本文编号：844508