本文關(guān)鍵詞：基于AUTOFORM的某轎車左前側(cè)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(xiàn)。在汽車的各個部件中，汽車覆蓋件更新?lián)Q代快，市場周期短，但新覆蓋件的設(shè)計、生產(chǎn)、制造周期較長，從開始造型到生產(chǎn)出所需的產(chǎn)品是一個非常復(fù)雜的過程，因此，減少覆蓋件的生產(chǎn)周期成為車企的新挑戰(zhàn)。 沖壓是覆蓋件生產(chǎn)的基礎(chǔ)。沖壓成形階段的產(chǎn)品品質(zhì)決定了后續(xù)各階段的產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)進度。因此，沖壓階段的工藝設(shè)計在汽車設(shè)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(zhì)量提升的關(guān)鍵因素。 計算機技術(shù)不斷發(fā)展，有限元分析法與計算機技術(shù)不斷結(jié)合，使沖壓數(shù)值模擬技術(shù)發(fā)展成了覆蓋件設(shè)計、生產(chǎn)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(diào)試，對成形工藝參數(shù)進行調(diào)整，成熟的仿真模擬技術(shù)可以大大降低試模次數(shù)，，從而可大大縮短新產(chǎn)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(chǎn)品，計算輔助工程CAE等工程制造信息化技術(shù)已成為現(xiàn)代車企在競爭中獲勝的重要手段。 數(shù)值模擬技術(shù)是依據(jù)有限元分析技術(shù)發(fā)展起來的。有限元的基本構(gòu)想是將要分析的一個整體結(jié)構(gòu)分割成若干子單元，各個子單元經(jīng)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(fù)雜的場函數(shù)問題轉(zhuǎn)化為邊界上節(jié)點有限自由度的問題，從而通過聯(lián)立常微分方程組或代數(shù)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(cè)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(shù)、凸凹模間隙等參數(shù)進行選擇設(shè)計，以達到最佳成形質(zhì)量。本件選取的壓邊力為110t，摩擦系數(shù)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(jié)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(yīng)力區(qū)，紫色表示發(fā)生起皺區(qū)。依據(jù)上述參數(shù)模擬成形的左前側(cè)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(yīng)力區(qū)，有少量的拉深不足區(qū)域。依據(jù)上述參數(shù)進行實際生產(chǎn)，得到了質(zhì)量合格的零件。 回彈是所有成形件不可避免的現(xiàn)象，本文對左前側(cè)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(nèi)符合成形質(zhì)量要求。 通過對左前側(cè)圍后上加強板的沖壓模擬說明了板料沖壓成形數(shù)值模擬的高效、實用，板料沖壓過程數(shù)值模擬將會得到更多的推廣和應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：覆蓋件 數(shù)值模擬 沖壓成形 拉延筋 壓邊力 回彈
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(zhì)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(zhì)量要求14-15
• 1.3 覆蓋件模擬技術(shù)及其存在的問題和發(fā)展前景15-18
• 1.3.1 覆蓋件的數(shù)值模擬技術(shù)及應(yīng)用15-16
• 1.3.2 CAE 技術(shù)的發(fā)展趨勢16-17
• 1.3.3 我國數(shù)值模擬生產(chǎn)應(yīng)用中存在的問題和解決辦法17-18
• 1.4 本研究的主要內(nèi)容及目的18-20
• 1.4.1 本課題的主要內(nèi)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(gòu)關(guān)系20-23
• 2.3 有限元理論23-24
• 2.4 隱式算法24-26
• 2.5 數(shù)值模擬中的單元技術(shù)和網(wǎng)格劃分26-28
• 2.5.1 單元技術(shù)26-27
• 2.5.2 網(wǎng)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(shè)計及左前側(cè)圍后上加強板的初步模擬32-54
• 3.1 汽車覆蓋件的工藝設(shè)計32-38
• 3.1.1 拉深方向的確定33
• 3.1.2 工藝補充的設(shè)計33-34
• 3.1.3 壓料面的設(shè)計34-36
• 3.1.4 工藝切口和工藝孔36
• 3.1.5 拉深筋的設(shè)計36-38
• 3.2 左前側(cè)圍后上加強板初步分析38-39
• 3.3 左前側(cè)圍后上加強板的仿真建模及前處理39-47
• 3.3.1 模型的導(dǎo)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(shè)置及結(jié)果分析43-45
• 3.3.5 初次模擬結(jié)果45-47
• 3.4 左前側(cè)圍后上加強板成形過程前處理的優(yōu)化47-52
• 3.4.1 調(diào)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(jié)果50-52
• 3.5 本章小結(jié)52-54
• 第4章 左前側(cè)圍后上加強板成形過程工藝參數(shù)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(jié)果分析56-67
• 4.3.1 考察指標56-57
• 4.3.2 模擬結(jié)果57-64
• 4.3.3 結(jié)果分析64-67
• 4.4 工藝參數(shù)的進一步優(yōu)化分析67-70
• 4.5 本章小結(jié)70-72
• 第5章 左前側(cè)圍后上加強板回彈模擬分析72-76
• 5.1 回彈及其產(chǎn)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(cè)圍后上加強板的回彈模擬74-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 第6章 結(jié)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