基于AUTOFORM的某轿车左前侧围后上加强板的冲压模拟研究

发布时间：2017-09-13 23:20

  本文关键词：基于AUTOFORM的某轿车左前侧围后上加强板的冲压模拟研究

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【摘要】：汽车的快捷、轻便和高效方便了人们的日常生活，人们对汽车的需求和审美偏好也在发生变化、升级，这些促使汽车行业快速发展，新车型不断出现。在汽车的各个部件中，汽车覆盖件更新换代快，市场周期短，但新覆盖件的设计、生产、制造周期较长，从开始造型到生产出所需的产品是一个非常复杂的过程，因此，减少覆盖件的生产周期成为车企的新挑战。 冲压是覆盖件生产的基础。冲压成形阶段的产品品质决定了后续各阶段的产品品质和生产进度。因此，冲压阶段的工艺设计在汽车设计制造的整个周期中占有重要地位，是覆盖件开发速度及质量提升的关键因素。 计算机技术不断发展，有限元分析法与计算机技术不断结合，使冲压数值模拟技术发展成了覆盖件设计、生产的强大工具，仿真模拟过程与实际试模过程一样是在不断地对模具进行调试，对成形工艺参数进行调整，成熟的仿真模拟技术可以大大降低试模次数，，从而可大大缩短新产品的开发周期。在全球汽车行业竞争激烈的条件下，为了得到性能更好、成本更低、竞争力更强的产品，计算辅助工程CAE等工程制造信息化技术已成为现代车企在竞争中获胜的重要手段。 数值模拟技术是依据有限元分析技术发展起来的。有限元的基本构想是将要分析的一个整体结构分割成若干子单元，各个子单元经边界上的交点按一定方式连接起来，成为一个整体，将连续区域上复杂的场函数问题转化为边界上节点有限自由度的问题，从而通过联立常微分方程组或代数方程组解决问题，模拟整体的变化过程。 本文选用的模拟软件为AUTOFORM，AUTOFORM采用的是隐式算法，易于收敛。膜单元计算速度快，不能计算弯曲和回弹，壳单元计算速度慢，采用膜单元进行冲压成形模拟，壳单元进行回弹计算。 本文以左前侧围后上加强板为例进行冲压成形模拟，模拟过程采用单动拉延，板料选择方板，压力机吨位采用500t。对覆盖件成形过程中的拉延筋、压边力、摩擦系数、凸凹模间隙等参数进行选择设计，以达到最佳成形质量。本件选取的压边力为110t，摩擦系数为0.1，凸凹模间隙为1.2mm，采用的拉延筋是环形变拉延筋。 零件模拟成形结果有7种状态，7种状态由7种颜色表示：红色表示破裂区，橙色表示过渡减薄区，黄色表示临界破裂区，绿色表示安全区域，灰色表示拉深不足区，蓝色表示存在压应力区，紫色表示发生起皱区。依据上述参数模拟成形的左前侧围后上加强板大部分区域处于绿色的安全区域，有微小的临界破裂区和存在压应力区，有少量的拉深不足区域。依据上述参数进行实际生产，得到了质量合格的零件。 回弹是所有成形件不可避免的现象，本文对左前侧围后上加强板进行了回弹模拟，零件的最大回弹量在回弹公差范围内符合成形质量要求。 通过对左前侧围后上加强板的冲压模拟说明了板料冲压成形数值模拟的高效、实用，板料冲压过程数值模拟将会得到更多的推广和应用。
【关键词】：覆盖件 数值模拟 冲压成形 拉延筋 压边力 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】：TG386
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 引言12-13
• 1.2 汽车覆盖件的成形特点及其质量要求13-15
• 1.2.1 覆盖件的冲压成形特点13-14
• 1.2.2 对覆盖件的质量要求14-15
• 1.3 覆盖件模拟技术及其存在的问题和发展前景15-18
• 1.3.1 覆盖件的数值模拟技术及应用15-16
• 1.3.2 CAE 技术的发展趋势16-17
• 1.3.3 我国数值模拟生产应用中存在的问题和解决办法17-18
• 1.4 本研究的主要内容及目的18-20
• 1.4.1 本课题的主要内容18-19
• 1.4.2 本课题的目的19-20
• 第2章 板料冲压成形理论20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 本构关系20-23
• 2.3 有限元理论23-24
• 2.4 隐式算法24-26
• 2.5 数值模拟中的单元技术和网格划分26-28
• 2.5.1 单元技术26-27
• 2.5.2 网格划分27-28
• 2.6 AUTOFORM 软件介绍及其特色28-32
• 第3章 覆盖件工艺设计及左前侧围后上加强板的初步模拟32-54
• 3.1 汽车覆盖件的工艺设计32-38
• 3.1.1 拉深方向的确定33
• 3.1.2 工艺补充的设计33-34
• 3.1.3 压料面的设计34-36
• 3.1.4 工艺切口和工艺孔36
• 3.1.5 拉深筋的设计36-38
• 3.2 左前侧围后上加强板初步分析38-39
• 3.3 左前侧围后上加强板的仿真建模及前处理39-47
• 3.3.1 模型的导入及模面处理39-40
• 3.3.2 拉深方向40-41
• 3.3.3 工艺补充41-43
• 3.3.4 模拟设置及结果分析43-45
• 3.3.5 初次模拟结果45-47
• 3.4 左前侧围后上加强板成形过程前处理的优化47-52
• 3.4.1 调整压料面47-48
• 3.4.2 优化工艺补充48-49
• 3.4.3 添加工艺切口49-50
• 3.4.4 初步优化模拟结果50-52
• 3.5 本章小结52-54
• 第4章 左前侧围后上加强板成形过程工艺参数的优化分析54-72
• 4.1 引言54-55
• 4.2 试验因素及水平的确定及正交表的选择55-56
• 4.3 模拟结果分析56-67
• 4.3.1 考察指标56-57
• 4.3.2 模拟结果57-64
• 4.3.3 结果分析64-67
• 4.4 工艺参数的进一步优化分析67-70
• 4.5 本章小结70-72
• 第5章 左前侧围后上加强板回弹模拟分析72-76
• 5.1 回弹及其产生的机理72-73
• 5.2 回弹的模拟算法及影响回弹的因素73-74
• 5.2.1 回弹的模拟算法73
• 5.2.2 影响回弹的因素73-74
• 5.3 左前侧围后上加强板的回弹模拟74-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第6章 结论76-78
• 参考文献78-84
• 致谢84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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中国硕士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：846489