本文關鍵詞：基于AUTOFORM的某轎車左前側圍后上加強板的沖壓模擬研究

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【摘要】：汽車的快捷、輕便和高效方便了人們的日常生活，人們對汽車的需求和審美偏好也在發(fā)生變化、升級，這些促使汽車行業(yè)快速發(fā)展，新車型不斷出現。在汽車的各個部件中，汽車覆蓋件更新換代快，市場周期短，但新覆蓋件的設計、生產、制造周期較長，從開始造型到生產出所需的產品是一個非常復雜的過程，因此，減少覆蓋件的生產周期成為車企的新挑戰(zhàn)。 沖壓是覆蓋件生產的基礎。沖壓成形階段的產品品質決定了后續(xù)各階段的產品品質和生產進度。因此，沖壓階段的工藝設計在汽車設計制造的整個周期中占有重要地位，是覆蓋件開發(fā)速度及質量提升的關鍵因素。 計算機技術不斷發(fā)展，有限元分析法與計算機技術不斷結合，使沖壓數值模擬技術發(fā)展成了覆蓋件設計、生產的強大工具，仿真模擬過程與實際試模過程一樣是在不斷地對模具進行調試，對成形工藝參數進行調整，成熟的仿真模擬技術可以大大降低試模次數，，從而可大大縮短新產品的開發(fā)周期。在全球汽車行業(yè)競爭激烈的條件下，為了得到性能更好、成本更低、競爭力更強的產品，計算輔助工程CAE等工程制造信息化技術已成為現代車企在競爭中獲勝的重要手段。 數值模擬技術是依據有限元分析技術發(fā)展起來的。有限元的基本構想是將要分析的一個整體結構分割成若干子單元，各個子單元經邊界上的交點按一定方式連接起來，成為一個整體，將連續(xù)區(qū)域上復雜的場函數問題轉化為邊界上節(jié)點有限自由度的問題，從而通過聯立常微分方程組或代數方程組解決問題，模擬整體的變化過程。 本文選用的模擬軟件為AUTOFORM，AUTOFORM采用的是隱式算法，易于收斂。膜單元計算速度快，不能計算彎曲和回彈，殼單元計算速度慢，采用膜單元進行沖壓成形模擬，殼單元進行回彈計算。 本文以左前側圍后上加強板為例進行沖壓成形模擬，模擬過程采用單動拉延，板料選擇方板，壓力機噸位采用500t。對覆蓋件成形過程中的拉延筋、壓邊力、摩擦系數、凸凹模間隙等參數進行選擇設計，以達到最佳成形質量。本件選取的壓邊力為110t，摩擦系數為0.1，凸凹模間隙為1.2mm，采用的拉延筋是環(huán)形變拉延筋。 零件模擬成形結果有7種狀態(tài)，7種狀態(tài)由7種顏色表示：紅色表示破裂區(qū)，橙色表示過渡減薄區(qū)，黃色表示臨界破裂區(qū)，綠色表示安全區(qū)域，灰色表示拉深不足區(qū)，藍色表示存在壓應力區(qū)，紫色表示發(fā)生起皺區(qū)。依據上述參數模擬成形的左前側圍后上加強板大部分區(qū)域處于綠色的安全區(qū)域，有微小的臨界破裂區(qū)和存在壓應力區(qū)，有少量的拉深不足區(qū)域。依據上述參數進行實際生產，得到了質量合格的零件。 回彈是所有成形件不可避免的現象，本文對左前側圍后上加強板進行了回彈模擬，零件的最大回彈量在回彈公差范圍內符合成形質量要求。 通過對左前側圍后上加強板的沖壓模擬說明了板料沖壓成形數值模擬的高效、實用，板料沖壓過程數值模擬將會得到更多的推廣和應用。
【關鍵詞】：覆蓋件 數值模擬 沖壓成形 拉延筋 壓邊力 回彈
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG386
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 引言12-13
• 1.2 汽車覆蓋件的成形特點及其質量要求13-15
• 1.2.1 覆蓋件的沖壓成形特點13-14
• 1.2.2 對覆蓋件的質量要求14-15
• 1.3 覆蓋件模擬技術及其存在的問題和發(fā)展前景15-18
• 1.3.1 覆蓋件的數值模擬技術及應用15-16
• 1.3.2 CAE 技術的發(fā)展趨勢16-17
• 1.3.3 我國數值模擬生產應用中存在的問題和解決辦法17-18
• 1.4 本研究的主要內容及目的18-20
• 1.4.1 本課題的主要內容18-19
• 1.4.2 本課題的目的19-20
• 第2章 板料沖壓成形理論20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 本構關系20-23
• 2.3 有限元理論23-24
• 2.4 隱式算法24-26
• 2.5 數值模擬中的單元技術和網格劃分26-28
• 2.5.1 單元技術26-27
• 2.5.2 網格劃分27-28
• 2.6 AUTOFORM 軟件介紹及其特色28-32
• 第3章 覆蓋件工藝設計及左前側圍后上加強板的初步模擬32-54
• 3.1 汽車覆蓋件的工藝設計32-38
• 3.1.1 拉深方向的確定33
• 3.1.2 工藝補充的設計33-34
• 3.1.3 壓料面的設計34-36
• 3.1.4 工藝切口和工藝孔36
• 3.1.5 拉深筋的設計36-38
• 3.2 左前側圍后上加強板初步分析38-39
• 3.3 左前側圍后上加強板的仿真建模及前處理39-47
• 3.3.1 模型的導入及模面處理39-40
• 3.3.2 拉深方向40-41
• 3.3.3 工藝補充41-43
• 3.3.4 模擬設置及結果分析43-45
• 3.3.5 初次模擬結果45-47
• 3.4 左前側圍后上加強板成形過程前處理的優(yōu)化47-52
• 3.4.1 調整壓料面47-48
• 3.4.2 優(yōu)化工藝補充48-49
• 3.4.3 添加工藝切口49-50
• 3.4.4 初步優(yōu)化模擬結果50-52
• 3.5 本章小結52-54
• 第4章 左前側圍后上加強板成形過程工藝參數的優(yōu)化分析54-72
• 4.1 引言54-55
• 4.2 試驗因素及水平的確定及正交表的選擇55-56
• 4.3 模擬結果分析56-67
• 4.3.1 考察指標56-57
• 4.3.2 模擬結果57-64
• 4.3.3 結果分析64-67
• 4.4 工藝參數的進一步優(yōu)化分析67-70
• 4.5 本章小結70-72
• 第5章 左前側圍后上加強板回彈模擬分析72-76
• 5.1 回彈及其產生的機理72-73
• 5.2 回彈的模擬算法及影響回彈的因素73-74
• 5.2.1 回彈的模擬算法73
• 5.2.2 影響回彈的因素73-74
• 5.3 左前側圍后上加強板的回彈模擬74-75
• 5.4 本章小結75-76
• 第6章 結論76-78
• 參考文獻78-84
• 致謝84

【參考文獻】

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本文編號：846489