本文關(guān)鍵詞：后車門鉸鏈加強件成形數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：汽車工業(yè)在我國占有舉足輕重的地位,其關(guān)鍵性技術(shù)主要是汽車零件成形與模具結(jié)構(gòu)設計。汽車覆蓋件形狀復雜且尺寸輪廓大,在沖壓成形過程中容易出現(xiàn)起皺、破裂、變形不足以及回彈等缺陷。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,計算機技術(shù)逐步應用于生活各個方面,在汽車零件成形工藝和模具結(jié)構(gòu)設計中使用最廣泛的是數(shù)值模擬技術(shù)。使用該技術(shù)可在進行生產(chǎn)之前對成形件進行模擬,找出合理的沖壓工藝后再進行加工生產(chǎn),從而縮短生產(chǎn)周期,節(jié)約成本。本文首先介紹了板料成形數(shù)值模擬技術(shù)的理論基礎,包括屈服準則、本構(gòu)關(guān)系以及單元理論。接著利用Autoform軟件進行后車門鉸鏈加強件的沖壓成形數(shù)值模擬研究,對零件成形過程中產(chǎn)生的缺陷做了相關(guān)說明,并對其成形工藝進行了優(yōu)化,從而消除了缺陷,主要研究工作如下:(1)在前處理階段分析了工藝性,確定了沖壓方向,設計了工藝補充面,建立了有限元模型。研究了材料性能和成形工藝參數(shù)對后車門鉸鏈加強件成形質(zhì)量及回彈的影響,結(jié)果顯示:在成形同樣形狀的零件時,鋼板所需成形力要大于鋁合金,但成形性能卻優(yōu)于鋁合金。此外,增大摩擦系數(shù)和壓邊力,減小模具間隙有利于減小后車門鉸鏈加強件的回彈,但可能會使零件減薄過大,降低成形質(zhì)量。本文在保證零件成形質(zhì)量的情況下,適當增大壓邊力可有效控制板料流動,不僅能防止零件起皺,而且可以減小回彈。(2)根據(jù)初次拉延模擬結(jié)果,分析產(chǎn)生成形缺陷的原因及解決措施,由于成形過程中未使用拉延筋,導致加強件出現(xiàn)拉深不足、起皺等缺陷。針對以上問題,在零件周圍設置相應拉延筋,雖然各缺陷都有所減少,但減少區(qū)域較小,而且回彈量也比較大。最后,確定了成形件沖壓工藝參數(shù)為:摩擦系數(shù)0.15,壓邊力600KN,模具間隙1.66mm,沖壓速度取軟件默認參數(shù)1000mm/s。后車門鉸鏈加強件的成形缺陷消除,該方案有效可行。(3)對拉延成形后的后車門鉸鏈加強件分別進行卸載回彈和修邊沖孔回彈模擬,分析了部分區(qū)域回彈量較大的原因和修邊沖孔后回彈減小的原因,結(jié)果表明:零件整體成形性能良好,無需進行回彈補償。(4)根據(jù)模擬分析的結(jié)果制定了適當?shù)臎_壓工藝方案,并對后車門鉸鏈加強件所用拉深模具進行了設計和制造。根據(jù)零件的形狀特點和實際生產(chǎn)加工情況,進行試驗驗證,使用優(yōu)化后的方案生產(chǎn)出了合格的產(chǎn)品,表明通過有限元數(shù)值模擬技術(shù)可以有效預測并控制成形零件的成形缺陷及回彈,從而提高產(chǎn)品設計效率和成形質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】：汽車覆蓋件 數(shù)值模擬 沖壓成形 回彈 拉延筋 模具設計
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U466;TG38
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 引言13
• 1.2 汽車覆蓋件成形特點及質(zhì)量要求13-15
• 1.2.1 汽車覆蓋件沖壓成形特點13-15
• 1.2.2 汽車覆蓋件質(zhì)量要求15
• 1.3 板料沖壓成形研究方法15-16
• 1.3.1 實驗法16
• 1.3.2 理論解析法16
• 1.3.3 有限元數(shù)值模擬法16
• 1.4 板料沖壓成形缺陷分析16-18
• 1.4.1 拉裂17
• 1.4.2 起皺17-18
• 1.4.3 回彈18
• 1.5 板料成形與回彈控制的研究現(xiàn)狀18-21
• 1.5.1 國外對板料成形與回彈控制的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5.2 國內(nèi)對板料成形與回彈控制的研究現(xiàn)狀19-21
• 1.6 本課題的研究意義和研究內(nèi)容21-23
• 1.6.1 研究意義21
• 1.6.2 研究內(nèi)容21-23
• 第2章 板料成形有限元基本理論23-33
• 2.1 引言23
• 2.2 有限元的基本概念23-24
• 2.3 有限元理論基礎24-26
• 2.4 單元技術(shù)26-27
• 2.4.1 薄膜單元26
• 2.4.2 實體單元26
• 2.4.3 殼單元26-27
• 2.5 板料成形有限元方程求解法27-29
• 2.5.1 動態(tài)顯式算法27-28
• 2.5.2 靜態(tài)隱式算法28
• 2.5.3 動態(tài)顯示和靜態(tài)隱式兩種算法的比較28-29
• 2.6 Autoform模擬軟件介紹29-31
• 2.6.1 Autoform軟件特點29-30
• 2.6.2 Autoform計算流程30-31
• 2.7 本章小結(jié)31-33
• 第3章 后車門鉸鏈加強件沖壓成形數(shù)值模擬33-63
• 3.1 引言33
• 3.2 車門鉸鏈加強件介紹33-34
• 3.3 加強件工藝流程34
• 3.4 鉸鏈加強件有限元模型的建立34-39
• 3.4.1 確定沖壓方向35-36
• 3.4.2 壓料面的生成及工藝補充36-38
• 3.4.3 工具的定位38
• 3.4.4 板料的生成38-39
• 3.5 材料性能的影響39-41
• 3.6 各個工藝參數(shù)的影響及確定41-54
• 3.6.1 摩擦系數(shù)的影響及確定41-45
• 3.6.1.1 摩擦系數(shù)對加強件成形的影響42-43
• 3.6.1.2 摩擦系數(shù)對加強件回彈的影響43-45
• 3.6.1.3 摩擦系數(shù)的確定45
• 3.6.2 壓邊力的影響及確定45-50
• 3.6.2.1 壓邊力的初步設定45-46
• 3.6.2.2 壓邊力對加強件成形的影響46-48
• 3.6.2.3 壓邊力對加強件回彈的影響48-50
• 3.6.2.4 壓邊力的確定50
• 3.6.3 模具間隙的影響及確定50-54
• 3.6.3.1 模具間隙對加強件成形的影響50-52
• 3.6.3.2 模具間隙對加強件回彈的影響52-54
• 3.6.3.3 模具間隙的確定54
• 3.6.4 沖壓速度的確定54
• 3.7 拉延筋的影響54-61
• 3.7.1 無拉延筋情況下的模擬54-56
• 3.7.2 加載拉延筋情況下的模擬56-61
• 3.7.2.1 拉延筋種類56-57
• 3.7.2.2 拉延筋處理方法57
• 3.7.2.3 模擬結(jié)果分析57-61
• 3.8 本章小結(jié)61-63
• 第4章 后車門鉸鏈加強件回彈模擬63-75
• 4.1 引言63
• 4.2 回彈理論63-65
• 4.2.1 回彈產(chǎn)生機理63-64
• 4.2.2 回彈影響因素64-65
• 4.2.3 回彈控制方法65
• 4.3 鉸鏈加強件回彈模擬分析65-74
• 4.3.1 回彈模型65-66
• 4.3.2 各工序回彈模擬分析66-74
• 4.3.2.1 拉延工序回彈模擬分析66-69
• 4.3.2.2 修邊沖孔工序回彈模擬分析69-74
• 4.4 本章小結(jié)74-75
• 第5章 模具結(jié)構(gòu)設計與實驗75-89
• 5.1 引言75
• 5.2 工藝方案的確定75
• 5.3 模具材料選擇75-76
• 5.4 拉延模具設計流程76
• 5.5 拉延模具設計要點76-79
• 5.5.1 確定壓料面及沖壓方向77
• 5.5.2 確定模具結(jié)構(gòu)及導向方式77-78
• 5.5.3 確定毛坯形狀、尺寸及進行定位78
• 5.5.4 確定拉延筋形式及布置78
• 5.5.5 拉深件出模方式78
• 5.5.6 確定壓邊力和成形力78-79
• 5.6 后車門鉸鏈加強件拉深模具設計79-86
• 5.6.1 拉深模具的典型結(jié)構(gòu)79-80
• 5.6.2 拉深凸凹模設計80-83
• 5.6.2.1 模具各部分壁厚80-81
• 5.6.2.2 凸模結(jié)構(gòu)設計81-82
• 5.6.2.3 凹模結(jié)構(gòu)設計82-83
• 5.6.3 壓邊圈設計83-84
• 5.6.4 定位裝置設計84-85
• 5.6.5 總裝配圖85-86
• 5.7 實踐應用86
• 5.8 實驗結(jié)果86-87
• 5.9 本章小結(jié)87-89
• 第6章 結(jié)論與展望89-91
• 參考文獻91-97
• 致謝97

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本文編號：364249