本文關(guān)鍵詞：汽車覆蓋件成形性分析和數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：汽車工業(yè)是我國(guó)重要的支柱產(chǎn)業(yè)。汽車覆蓋件成形與模具現(xiàn)代設(shè)計(jì)是制約我國(guó)模具工業(yè)特別是汽車工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性技術(shù)。汽車覆蓋件成形過程的數(shù)值模擬技術(shù)是金屬塑性加工理論和工藝、計(jì)算力學(xué)、CAD技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等多個(gè)學(xué)科相互交叉滲透的研究方向。涉及到連續(xù)介質(zhì)力學(xué)中材料非線性、幾何非線性和邊界條件非線性三重非線性問題的計(jì)算，難度很大。目前，西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將數(shù)值模擬分析作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造流程中不可逾越的工藝規(guī)范加以實(shí)施，而我國(guó)的工業(yè)企業(yè)界還處于對(duì)數(shù)值模擬技術(shù)的初步認(rèn)同和淺顯的應(yīng)用階段。為此，本文作者致力于汽車覆蓋件的成形性分析和數(shù)值模擬，所模擬的復(fù)雜汽車覆蓋件主要來(lái)源于日本フレス株式會(huì)社和第一汽車集團(tuán)吉林輕型汽車制造廠。以Pro/E和UGII軟件為三維造型平臺(tái)，通過標(biāo)準(zhǔn)交換格式IGES導(dǎo)入DYNAFORM軟件，依據(jù)工業(yè)應(yīng)用中的實(shí)際工況進(jìn)行模擬。本文作者在認(rèn)真學(xué)習(xí)和總結(jié)現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，探討和深化了板料成形數(shù)值模擬的實(shí)際應(yīng)用，主要完成了以下工作： 總結(jié)了板料成形有限元模擬理論和關(guān)鍵技術(shù)，系統(tǒng)地闡明了材料模型、幾何模型、接觸和摩擦、模具系統(tǒng)和工藝參數(shù)以及回彈分析。分析和比較了靜力隱式解法與動(dòng)力顯式解法的基本特點(diǎn)和適用范圍，，認(rèn)為目前動(dòng)力顯式解法是求解復(fù)雜覆蓋件拉延成形模擬的最有效方法。 歸納了覆蓋件成形模擬的一般步驟，并結(jié)合覆蓋件的特點(diǎn)提出了在前處理階段如幾何模型建立、網(wǎng)格劃分等應(yīng)該注意的問題。 受日本フレス株式會(huì)社委托，本文利用DYNAFORM軟件對(duì)豐田普通型轎車前圍板進(jìn)行了拉延過程的模擬，針對(duì)壓邊力、凸凹模圓角、拉延筋設(shè)置及板坯形狀進(jìn)行了優(yōu)化，消除了拉裂及起皺現(xiàn)象，解決了實(shí)際生產(chǎn)中的問題。 微型客車后立柱外板是一個(gè)大型復(fù)雜的汽車外覆蓋件,在實(shí)際成形過程中很容易開裂或起皺。本文通過詳細(xì)的工藝分析，確定了工藝補(bǔ)充部分 WP=88 和凹模圓角，建立了合理的有限元模型。比較了形變理論與增量理論的特點(diǎn)，提出一步加載可用于設(shè)計(jì)早期估計(jì)零件的可成形性和工藝的可行性，并通過模擬給予了驗(yàn)證。通過反復(fù)模擬，優(yōu)化了坯料外形，并且為工藝補(bǔ)充部分的進(jìn)一步修改提供了有力的理論依據(jù)和實(shí)現(xiàn)手段。 探討了等效拉延筋的基本原理和實(shí)際應(yīng)用。分析了等效拉延筋仍然存在的問題。在后立柱外板上分別設(shè)置真實(shí)拉延筋和等效拉延筋，比較了它們的異同，模擬結(jié)果表明等效拉延筋是可靠的，明顯地降低了計(jì)算機(jī)時(shí)。 對(duì)于多工步成形問題（包括二次拉延），在模擬過程中應(yīng)該注意應(yīng)力和應(yīng)變的傳遞，即前后工步應(yīng)力、應(yīng)變的連續(xù)性。后續(xù)工序模擬的精度跟上一道工序的模擬結(jié)果有直接的聯(lián)系，又有其自身的特點(diǎn)。切邊的模擬過程一般簡(jiǎn)化為純幾何過程。翻邊模具運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，為了減少建模和接觸搜尋的計(jì)算時(shí)間，可以省略與零件不接觸的其它模具表面。 無(wú)約束圓筒形彎曲和前翼子板多步成形的數(shù)值模擬是NUMISHEET2002提供的標(biāo)準(zhǔn)考題。本文嚴(yán)格按照要求進(jìn)行模擬和分析，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果作了對(duì)比。結(jié)果表明，對(duì)于具有大回彈量的高強(qiáng)鋼板U形彎曲，模擬軟件對(duì)回彈的預(yù)測(cè)具有實(shí)用價(jià)值。而前翼子板的多工步成形模擬表明，相對(duì)于拉延、切邊和翻邊等工序的模擬來(lái)說，回彈的模擬要困難很多。雖然模擬結(jié)果有一定的參考價(jià)值，但是有待提高。 歸納了回彈數(shù)值模擬技術(shù)的基本特點(diǎn)和影響回彈模擬精度的主要因素。對(duì)于回彈模擬而言，成形過程中彎曲應(yīng)力場(chǎng)的模擬至關(guān)重要，為了提高彎曲應(yīng)力的模擬精度，一個(gè)有效的方法是適當(dāng)?shù)卦黾硬牧虾穸确较虻母咚狗e分點(diǎn)數(shù)。對(duì)于殼單元一般取7個(gè)高斯積分點(diǎn)為宜。板料單元尺寸的選擇與模具圓角半徑的大小有直接的關(guān)系。大量計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)流過模具圓角處的單元尺寸為模具圓角半徑的1/2～1/3時(shí)，應(yīng)力、應(yīng)變場(chǎng)模擬結(jié)果最優(yōu)，回彈結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果最為接近。此外，采用隨動(dòng)強(qiáng)化模型所獲得的回彈結(jié)果更接近于實(shí)驗(yàn)值。
【關(guān)鍵詞】：汽車覆蓋件 數(shù)值模擬 前圍板 后立柱外板 前翼子板 回彈 等效拉延筋 多工步成形
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：U466
【目錄】：

• 提要2-6
• 第一章 緒 論6-16
• 1.1 選題依據(jù)和意義6-8
• 1.2 板料成形模擬的有限元方法及軟件8-12
• 1.2.1 有限元方法的發(fā)展及分類8-10
• 1.2.2 模擬軟件及其特點(diǎn)10-12
• 1.3 板料成形數(shù)值模擬的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀12-15
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第二章 動(dòng)力顯式算法原理和覆蓋件成形模擬關(guān)鍵技16-26
• 2.1 動(dòng)力顯式算法的基本原理16-17
• 2.2 覆蓋件成形數(shù)值模擬的關(guān)鍵技術(shù)17-25
• 2.2.1 沖壓成形中材料問題的研究19-21
• 2.2.2 成形極限圖21-22
• 2.2.3 覆蓋件成形模擬中的幾何模型22
• 2.2.4 邊界界面的摩擦和接觸約束問題22-23
• 2.2.5 模具系統(tǒng)和工藝參數(shù)對(duì)覆蓋件沖壓成形的影響23-24
• 2.2.6 回彈分析24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第三章 轎車前圍板成形性分析和數(shù)值模擬26-38
• 3.1 覆蓋件成形模擬的一般步驟26-28
• 3.1.1 前處理26-28
• 3.1.2 求解28
• 3.1.3 后處理28
• 3.2 轎車前圍板簡(jiǎn)介28-29
• 3.3 成形性分析29-30
• 3.3.1 拉延方向29
• 3.3.2 工藝補(bǔ)充29-30
• 3.4 數(shù)值模擬30-36
• 3.4.1 建立有限元模型30-33
• 3.4.2 分析與討論33-36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第四章 客車后立柱外板成形性分析和數(shù)值模擬38-55
• 4.1 成形性分析38-41
• 4.1.1 變形分析38-39
• 4.1.2 拉延方向39
• 4.1.3 拉延筋設(shè)置39-41
• 4.2 數(shù)值模擬41-46
• 4.2.1 建立有限元模型41-42
• 4.2.2 分析與討論42-46
• 4.3 拉延筋模型46-52
• 4.3.1 拉延筋的模擬方式46-48
• 4.3.2 在后立柱外板有限元模型中設(shè)置等效拉延筋48-52
• 4.4 后續(xù)工序模擬52-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 回彈分析和數(shù)值模擬55-73
• 5.1 回彈數(shù)值模擬技術(shù)的基本特點(diǎn)55-57
• 5.1.1 回彈的模擬方法55-56
• 5.1.2 回彈的模擬算法56-57
• 5.2 無(wú)約束圓筒形彎曲57-59
• 5.3 前翼子板多工步成形后的回彈模擬59-69
• 5.3.1 拉延成形過程數(shù)值模擬60-65
• 5.3.2 切邊、沖孔過程數(shù)值模擬65-66
• 5.3.3 翻邊成形數(shù)值模擬66-68
• 5.3.4 回彈數(shù)值模擬68-69
• 5.4 影響回彈模擬精度的主要因素69-72
• 5.4.1 成形過程模擬的影響69-71
• 5.4.2 回彈過程模擬的影響71-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)論與展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文84-85
• 致 謝85-86
• 吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明86-87
• 摘 要87-89
• ABSTRACT89-91

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王琦;BP31汽車角窗飾條曲面翻邊彈復(fù)研究[D];燕山大學(xué);2011年

2 趙俠;數(shù)值模擬技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩外板拉深質(zhì)量控制中的應(yīng)用研究[D];西華大學(xué);2006年

3 于匯泳;汽車覆蓋件成形過程有限元數(shù)值模擬技術(shù)研究及應(yīng)用[D];新疆大學(xué);2006年

4 張?zhí)m;數(shù)值模擬技術(shù)在汽車覆蓋件拉深成形質(zhì)量控制中的應(yīng)用研究[D];四川大學(xué);2006年

5 魯東輝;轎車輪罩加強(qiáng)板的沖壓成形工藝模擬仿真[D];吉林大學(xué);2006年

6 尹立雪;汽車覆蓋件成形回彈數(shù)值模擬研究[D];山東大學(xué);2007年

7 張?jiān)?寬板多角彎曲件回彈規(guī)律的研究[D];燕山大學(xué);2007年

8 王守峰;汽車行李箱門成形工藝數(shù)值模擬的應(yīng)用和研究[D];西華大學(xué);2007年

9 李金燕;B柱加強(qiáng)板拉深質(zhì)量研究[D];西華大學(xué);2007年

10 劉斌;某轎車發(fā)動(dòng)機(jī)罩剛度和強(qiáng)度分析方法改進(jìn)研究[D];吉林大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：汽車覆蓋件成形性分析和數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：356178