本文關(guān)鍵詞：皮卡B柱內(nèi)板上段加強(qiáng)板的沖壓工藝設(shè)計(jì)與回彈優(yōu)化

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【摘要】：為了滿(mǎn)足汽車(chē)產(chǎn)業(yè)低能耗、輕量化、高安全性的發(fā)展趨勢(shì),高強(qiáng)鋼已在汽車(chē)制造業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。汽車(chē)的零件大多為形狀比較復(fù)雜的覆蓋件,由于高強(qiáng)鋼的強(qiáng)度與塑性是相互矛盾的,因此給覆蓋件的沖壓成形帶來(lái)了很多問(wèn)題,其中以怎樣控制覆蓋件的回彈問(wèn)題最為突出,并給模具的設(shè)計(jì)與制造增加了難度。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用的迅速發(fā)展,運(yùn)用Autoform仿真軟件對(duì)板料沖壓成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬并分析結(jié)果,通過(guò)優(yōu)化成形工藝參數(shù)來(lái)控制缺陷的產(chǎn)生,保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性,不僅縮短了研發(fā)周期,而且降低了生產(chǎn)成本。本文以皮卡B柱內(nèi)板上段加強(qiáng)板為研究對(duì)象,主要研究?jī)?nèi)容分為三個(gè)方面:首先對(duì)采用B410LA/JSC590R低合金高強(qiáng)鋼制造的皮卡B柱內(nèi)板上段加強(qiáng)板進(jìn)行了工藝分析,設(shè)計(jì)了兩種成形方案:方案一,零件的曲面法蘭設(shè)計(jì)在壓料面上;方案二,零件的曲面法蘭設(shè)計(jì)在拉延造型的凸模上。通過(guò)Autoform軟件對(duì)該兩種成形工藝方案進(jìn)行數(shù)值模擬分析,成功的預(yù)測(cè)了兩種方案在板料成形過(guò)程中可能存在的起皺、開(kāi)裂和成形不足等缺陷,并進(jìn)行綜合比較:方案二優(yōu)于方案一,且模擬結(jié)果得到生產(chǎn)的驗(yàn)證,生產(chǎn)出質(zhì)量良好的零件。然后以最大回彈角為評(píng)價(jià)指標(biāo),選取了影響回彈的主要因素(壓邊力、沖壓速度、摩擦系數(shù)和板料厚度)作為正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素,每個(gè)因素各有三個(gè)水平,最終獲得了能將最大回彈角控制在最小的工藝參數(shù)組合,并通過(guò)正交試驗(yàn)的極差和方差分析可知,壓邊力和沖壓速度是影響板料回彈的主要因素。另外,將統(tǒng)計(jì)分析得出的最優(yōu)組合進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)證,模擬的結(jié)果顯示優(yōu)方案對(duì)應(yīng)的最大回彈角為2.15°,比正交表中的任一種參數(shù)組合所模擬的結(jié)果都要理想,板料的成形質(zhì)量也得到了滿(mǎn)足,所以正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案可行。最后在正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化,通過(guò)建立板料沖壓成形回彈的徑向基函數(shù)代理模型,運(yùn)用Matlab優(yōu)化工具箱中的fmincon函數(shù)對(duì)其優(yōu)化求解,并且得出回彈的預(yù)測(cè)值為2.13°,將優(yōu)化后的參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬驗(yàn)證,得出模擬值與預(yù)測(cè)值的誤差為0.94%,板料的成形質(zhì)量也得到了更好的滿(mǎn)足,從而驗(yàn)證了所提方法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：皮卡B柱內(nèi)板上段加強(qiáng)板 壓料面 工藝參數(shù) 回彈 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 徑向基函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG386
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題的研究背景11-12
• 1.2 高強(qiáng)鋼的概況12-14
• 1.2.1 高強(qiáng)鋼的定義與分類(lèi)12-13
• 1.2.2 高強(qiáng)鋼的種類(lèi)13-14
• 1.3 高強(qiáng)鋼沖壓成形的缺陷及解決措施14-16
• 1.4 高強(qiáng)鋼回彈控制的問(wèn)題研究16-19
• 1.4.1 成形工藝控制研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4.2 模具型面補(bǔ)償控制研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 高強(qiáng)鋼的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)19-20
• 1.6 本文研究的主要內(nèi)容20-21
• 第二章 高強(qiáng)鋼沖壓成形和回彈的數(shù)值模擬基本理論及其關(guān)鍵技術(shù)21-35
• 2.1 影響板料成形的主要因素22-24
• 2.1.1 材料性能參數(shù)對(duì)成形的影響22-23
• 2.1.2 工藝參數(shù)對(duì)成形的影響23-24
• 2.2 高強(qiáng)鋼沖壓成形的數(shù)值模擬基本理論24-29
• 2.2.1 有限元算法24-25
• 2.2.2 塑性成形屈服準(zhǔn)則25-27
• 2.2.3 有限單元類(lèi)型27-28
• 2.2.4 數(shù)值模擬中自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)28
• 2.2.5 數(shù)值模擬中接觸與摩擦的處理28-29
• 2.3 板料回彈的數(shù)值模擬技術(shù)29-32
• 2.3.1 板料回彈數(shù)值模擬方法29-31
• 2.3.2 回彈的數(shù)值模擬算法31-32
• 2.4 影響板料回彈的主要因素32-33
• 2.5 Autoform數(shù)值模擬軟件概述33-35
• 2.5.1 軟件介紹33-34
• 2.5.2 Autoform軟件特點(diǎn)34
• 2.5.3 Autoform軟件應(yīng)用流程圖34-35
• 第三章 皮卡B柱內(nèi)板上段加強(qiáng)板的沖壓工藝設(shè)計(jì)35-44
• 3.1 皮卡B柱內(nèi)板上段加強(qiáng)板的結(jié)構(gòu)分析和工藝設(shè)計(jì)35-38
• 3.1.1 結(jié)構(gòu)分析35-36
• 3.1.2 工藝分析與沖壓方向確定36-37
• 3.1.3 壓料面設(shè)計(jì)37-38
• 3.2 有限元建模38-41
• 3.2.1 壓料面型面三維設(shè)計(jì)38-39
• 3.2.2 拉延筋設(shè)置39
• 3.2.3 建模條件選擇39-40
• 3.2.4 有限元模擬40-41
• 3.3 結(jié)果分析41-43
• 3.3.1 成形極限圖的分析41-42
• 3.3.2 變薄率圖的分析42-43
• 3.3.3 實(shí)際生產(chǎn)的驗(yàn)證43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 基于A(yíng)utoform的皮卡B柱內(nèi)板上段加強(qiáng)板回彈正交優(yōu)化分析44-52
• 4.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本程序44-45
• 4.1.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)44-45
• 4.1.2 試驗(yàn)結(jié)果分析45
• 4.2 回彈的工藝參數(shù)正交優(yōu)化45-50
• 4.2.1 試驗(yàn)?zāi)康囊约霸囼?yàn)的指標(biāo)45-46
• 4.2.2 選因素、定水平、列因素水平表46
• 4.2.3 正交表的選取46-47
• 4.2.4 正交試驗(yàn)結(jié)果47
• 4.2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果極差分析47-49
• 4.2.6 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析49-50
• 4.3 優(yōu)方案的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第五章 基于徑向基函數(shù)代理模型的皮卡B柱內(nèi)板上段加強(qiáng)板回彈優(yōu)化52-59
• 5.1 建立徑向基函數(shù)近似代理模型52-56
• 5.1.1 設(shè)計(jì)變量的選取52-53
• 5.1.2 徑向基函數(shù)代理模型建立53-56
• 5.2 基于Matlab優(yōu)化工具箱進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化及回彈預(yù)測(cè)56-58
• 5.2.1 Matlab軟件概述56
• 5.2.2 回彈預(yù)測(cè)及驗(yàn)證56-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 第六章 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 全文總結(jié)59-60
• 6.2 后續(xù)展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66

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