汽车覆盖件激光切割修边线优化研究

发布时间：2017-10-06 13:40

  本文关键词：汽车覆盖件激光切割修边线优化研究

  更多相关文章： 激光切割 修边线 回弹 分块分析

【摘要】：随着国民生活水平的提高,汽车已经成为人们生活中最重要的交通工具之一,国内的汽车市场的需求也越来越大。于此同时,人们对汽车生产的品质要求也越来越高,这就需要车企不断提高整车的性能与质量。汽车车身零件修边线的准确性对于制件的精度、合格率等有较大的影响。在样车试制过程中,往往后序修边模还没有开发,一般采用激光切割替代修边,激光切割从制件的某个位置开始,逐步将废料边切除,切割过程中制件会不断出现应力释放的现象,从而产生持续变化的回弹,而目前生产中确定修边线并未考虑这一情况,修边过程中由于出现实时回弹的影响,工件的形状会发生变化,导致激光切割完成时制件与设计零件产生较大的偏差。完整的回弹数值模拟可分为两步:加载成形过程模拟和卸载回弹过程模拟。前一步计算是回弹过程模拟的基础,为其提供应力、应变等数据。该步计算的准确与否将直接影响回弹计算的精度。激光切割并不是瞬时完成的,整个过程实际上是一个分时分段的过程,每一段切割结果直接影响下一段的精度。通常在模拟板料的激光修边过程时,都忽略了切割过程中板料的回弹,即忽略了板料在被切割时的实时应力应变,而板料的回弹计算精度与其变形历史密切相关。那么忽略实时的回弹势必影响最终的产品修边精度,对于修边工序而言,当对每一段修边线进行切割时,势必会因为形状结构变化和应力应变释放,影响后续修边时的回弹值,从而影响修边线的准确性。针对这一问题,本文提出一种根据激光切割修边时序分步考虑回弹的更新修边线方法。将制件按切割次序分块计算回弹量并对修边线重新处理,以解决修边实时发生回弹影响制件精度的问题。利用有限元变路径迭代法,对某汽车顶盖一号横梁初始激光切割修边线进行优化,通过仿真和试验验证了该方法在求解零件修边线时的有效性,以宝钢某车身零件的激光切割修边线确定为算例,验证了方法的可行性。
【关键词】：激光切割 修边线 回弹 分块分析
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U466
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.1.1 课题来源11
• 1.2 研究的背景和意义11-12
• 1.3 有限元仿真研究现状12-15
• 1.4 回弹问题研究现状15-17
• 1.5 修边线求解研究现状17-20
• 1.6 课题主要研究内容与方法20-22
• 第2章 修边/回弹仿真理论及方法22-31
• 2.1 屈服准则22-25
• 2.1.1 Hill屈服准则22-23
• 2.1.2 Barlat 1989屈服准则23-24
• 2.1.3 Barlat 1991屈服准则24-25
• 2.2 回弹对制件加工过程的影响25-27
• 2.2.1 切边回弹对修边线精度的影响26-27
• 2.3 回弹的力学机理27-28
• 2.4 回弹的数值模拟算法28-30
• 2.4.1 静态隐式算法28-29
• 2.4.2 动态显式算法29-30
• 2.4.3 混合算法30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 修边线优化计算方法31-49
• 3.1 有限元切边算法研究31-39
• 3.1.1 几何映射法31-32
• 3.1.2 有限元法32-34
• 3.1.3 有限元网格映射法34-35
• 3.1.4 边界元法35-36
• 3.1.5 AIA算法36-39
• 3.1.5.1 边界曲线的离散处理36-37
• 3.1.5.2 相交的处理37-38
• 3.1.5.3 网格的切边模板及标识38-39
• 3.1.5.4 单点积分与多点积分的处理39
• 3.2 基于变形路径的误差修正法39-43
• 3.2.1 方法原理40-42
• 3.2.2 定义尺寸偏差42-43
• 3.2.3 结果评定43
• 3.3 修边线的优化43-47
• 3.3.1 降噪处理44-46
• 3.3.2 修边线光顺拟合46
• 3.3.3 修边线处理流程46-47
• 3.4 本章小结47-49
• 第4章 针对实时回弹的修边线计算方法模型49-60
• 4.1 引言49
• 4.2 修边线计算方法49-50
• 4.3 一号横梁加强板修边线计算50-59
• 4.3.1 有限元模型的建立51-52
• 4.3.2 全工序数值模拟52-54
• 4.3.2.1 拉延工序模拟52-53
• 4.3.2.2 修边工序模拟53-54
• 4.3.3 多种方案的试验模拟54-57
• 4.3.4 模拟结果分析57-59
• 4.4 本章小结59-60
• 结论与展望60-62
• 参考文献62-65
• 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录65-66
• 致谢66

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本文编号：983089