車身覆蓋件沖壓成型數(shù)值模擬及回彈控制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-25 21:31
隨著汽車保有量的逐年增加,汽車工業(yè)進(jìn)入一個(gè)由高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量增長的新時(shí)代。而汽車高質(zhì)量最直觀地體現(xiàn)在車身覆蓋件上,在它的沖壓過程中存在諸多成型缺陷,其中回彈缺陷最難控制。目前,國內(nèi)外科研學(xué)者已經(jīng)對(duì)板料沖壓成型進(jìn)行了廣泛研究,但對(duì)于大型鋁合金車身覆蓋件的成型仍存在諸多難題。本文以某車型左前車門外板零件為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行沖壓成型數(shù)值模擬。通過工藝參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化及回彈補(bǔ)償對(duì)模擬結(jié)果中的缺陷進(jìn)行修復(fù),以滿足生產(chǎn)要求。根據(jù)板料沖壓成型基本理論,對(duì)車門外板結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析,制訂了全工序沖壓成型方案。運(yùn)用DYNAFORM軟件對(duì)其進(jìn)行拉延成型模擬及后處理分析。通過分析不同拉延筋布置方案的成型模擬結(jié)果,獲得最適合該零件拉延成型的拉延筋布置方式;并在此基礎(chǔ)上,對(duì)四種不同6xxx鋁合金材料的成型性進(jìn)行了研究,為選材提供了參考。選取對(duì)成型影響較大的四個(gè)工藝參數(shù)(壓邊力、摩擦系數(shù)、最大分段筋阻力、凹模圓角半徑)設(shè)計(jì)中心復(fù)合試驗(yàn)。依托試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立二階響應(yīng)面模型,分析了單一變量及多變量交互對(duì)成型質(zhì)量的影響。通過NSGA-Ⅱ遺傳算法進(jìn)行車門外板成型工藝參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化,獲得一組帕雷托優(yōu)化解集,為改進(jìn)生產(chǎn)工藝提供了參...
【文章來源】:沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
014-2019年上半年全國汽車保有量Fig.1.1Nationalcarownershipinthefirsthalfof2014-2019
1第1章緒論1.1課題研究背景及意義汽車工業(yè)的實(shí)力直接關(guān)系到一個(gè)國家的綜合實(shí)力,不難發(fā)現(xiàn),往往汽車工業(yè)強(qiáng)大的國家,其經(jīng)濟(jì)實(shí)力也很強(qiáng)大,如:美國、日本和德國。改革開放以來,政府不斷出臺(tái)各種政策鼓勵(lì)和支持汽車工業(yè)的發(fā)展,汽車工業(yè)經(jīng)歷了從簡單模仿到自主創(chuàng)新,從小批量生產(chǎn)到大規(guī)模量產(chǎn),為推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)增長發(fā)揮了巨大作用。圖1.12014-2019年上半年全國汽車保有量Fig.1.1Nationalcarownershipinthefirsthalfof2014-2019由圖1.1可知,全國汽車保有量正逐年提升。如此多的機(jī)動(dòng)車方便人民出行的同時(shí),也帶來了日益嚴(yán)重的尾氣污染。研究發(fā)現(xiàn),汽車質(zhì)量減輕10%,油耗會(huì)降低大約7%[1]。隨著中國第六階段機(jī)動(dòng)車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,汽車制造行業(yè)的研究熱點(diǎn)逐漸趨向于輕量化。圖1.2蔚來ES8全鋁合金車身Fig.1.2WeilaiES8allaluminumalloybody實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的方法有:改進(jìn)零部件的結(jié)構(gòu)、采用先進(jìn)生產(chǎn)加工工藝、選用新型輕質(zhì)材料。鋁合金在車身輕量化的應(yīng)用極具前景,如:奧迪R8車型鋁合金材料占整沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文
沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文2個(gè)車身結(jié)構(gòu)材料成分的70%;捷豹XFL車型有高達(dá)75%的鋁合金材料應(yīng)用率。蔚來ES8車型采用全鋁車身構(gòu)架,如圖1.2,白車身鋁合金含量為96.4%。板料沖壓成型方法具有低成本,高效率,節(jié)約資源等優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于汽車生產(chǎn)制造中。據(jù)統(tǒng)計(jì),大約60%~70%的車身零件是通過沖壓工藝成型而來[2]。這些沖壓零件不僅用作整車內(nèi)部的組裝零件,而且還用作整車外部的大型裝飾零件,對(duì)整車的外觀影響很大。圖1.3為車身主要覆蓋件分解圖。圖1.3車身主要覆蓋件分解Fig.1.3Decompositionofmainbodyparts由于汽車工業(yè)日益激烈的競爭環(huán)境,以及消費(fèi)者對(duì)車的能耗、性能、外觀等諸多方面的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求,因此提高車身覆蓋件的成型質(zhì)量、降低整車的研發(fā)周期、改進(jìn)車身外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)企業(yè)來說格外重要。據(jù)統(tǒng)計(jì),一個(gè)大型車身覆蓋件的模具制造,會(huì)消耗22.6%的調(diào)試成本,花費(fèi)約1-2個(gè)月的時(shí)間,這在很大程度上降低了生產(chǎn)效率,同時(shí)也會(huì)對(duì)產(chǎn)品的市場投放造成直接影響[3]。近年來,有限元數(shù)值模擬技術(shù)在大型車身覆蓋件的成型模擬及模具開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用,該技術(shù)能夠模擬材料流動(dòng)、預(yù)測成型質(zhì)量、顯示應(yīng)力-應(yīng)變分布等,從而保證產(chǎn)品質(zhì)量、減少模具開發(fā)成本。但由于模擬過程中的工藝參數(shù)往往是通過經(jīng)驗(yàn)來確定,導(dǎo)致難以判斷所選工藝參數(shù)是否為最佳組合。優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用可以改善設(shè)計(jì)的不確定性,隨著數(shù)學(xué)優(yōu)化理論的不斷完善,有限元模擬分析與優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合的方法在板料成型中得到了推廣。1.2板料成型技術(shù)的發(fā)展板料的沖壓成型過程實(shí)際上是一個(gè)涉及非線性的彈塑性力學(xué)問題,它同時(shí)包含有大位移、大變形以及大轉(zhuǎn)動(dòng)[4]。20世紀(jì)60年代初期,術(shù)語“有限元”最早由R.W.Clough在論文中第一次提出[5]。1967年,P.V.Marcal和I.P.Kingt兩位學(xué)者對(duì)彈
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]宏觀彈塑性本構(gòu)模型的研究進(jìn)展[J]. 何維均,張士宏,程明,黃光杰,欒佰峰,劉慶. 塑性工程學(xué)報(bào). 2015(03)
[2]飛機(jī)風(fēng)擋玻璃彎曲成形回彈數(shù)值模擬[J]. 黃創(chuàng)盛,姚進(jìn). 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2010(12)
[3]一種變截面拉延筋新工藝及其在回彈控制中的應(yīng)用[J]. 黃健梓,楊旭靜. 科技導(dǎo)報(bào). 2009(09)
[4]汽車覆蓋件沖壓有限元分析方法及其軟件的應(yīng)用[J]. 孫立君,黃敏飛,阮鋒. 機(jī)電工程技術(shù). 2005(02)
[5]一噸車前橫梁沖壓成形的仿真計(jì)算[J]. 徐成林,朱偉成,謝文才,崔有山,劉春偉. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(06)
[6]三維板料成形過程的數(shù)值模擬[J]. 葉又,彭穎紅,阮雪榆. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 1998(05)
博士論文
[1]板料多點(diǎn)成形回彈補(bǔ)償方法及其數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張慶芳.吉林大學(xué) 2014
[2]板料回彈控制的工藝參數(shù)優(yōu)化和模面補(bǔ)償技術(shù)的研究[D]. 陽湘安.華南理工大學(xué) 2011
[3]徑向基函數(shù)模型在板料成形工藝多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D]. 安治國.重慶大學(xué) 2009
[4]板料沖壓成形回彈理論及有限元數(shù)值模擬研究[D]. 張冬娟.上海交通大學(xué) 2007
碩士論文
[1]鋁合金引擎蓋外板沖壓回彈控制及型面補(bǔ)償研究[D]. 張少華.吉林大學(xué) 2018
[2]汽車后門外板沖壓成形優(yōu)化及其回彈分析[D]. 祝陽.江蘇大學(xué) 2018
[3]汽車鋁合金后背門外板成形工藝優(yōu)化及回彈控制[D]. 黃忠輝.江蘇大學(xué) 2017
[4]汽車后背門內(nèi)板成形性及回彈控制研究[D]. 戴程.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[5]汽車發(fā)罩外板沖壓成形工藝參數(shù)優(yōu)化及回彈補(bǔ)償研究[D]. 胡亞男.江蘇大學(xué) 2017
[6]汽車鋁合金覆蓋件沖壓成型工藝設(shè)計(jì)[D]. 彭志明.湖南大學(xué) 2016
[7]汽車中地板加強(qiáng)板全工序沖壓成形數(shù)值模擬[D]. 宋開躍.吉林大學(xué) 2016
[8]鋁合金型材型面幾何特征對(duì)繞彎成形的影響研究[D]. 李顯.湖南大學(xué) 2016
[9]汽車覆蓋件回彈計(jì)算及補(bǔ)償方法的研究[D]. 展召彬.湖南大學(xué) 2016
[10]鋁蒙皮件沖壓成形數(shù)值模擬及回彈補(bǔ)償?shù)难芯縖D]. 雷嬌嬌.吉林大學(xué) 2016
本文編號(hào):3302814
【文章來源】:沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
014-2019年上半年全國汽車保有量Fig.1.1Nationalcarownershipinthefirsthalfof2014-2019
1第1章緒論1.1課題研究背景及意義汽車工業(yè)的實(shí)力直接關(guān)系到一個(gè)國家的綜合實(shí)力,不難發(fā)現(xiàn),往往汽車工業(yè)強(qiáng)大的國家,其經(jīng)濟(jì)實(shí)力也很強(qiáng)大,如:美國、日本和德國。改革開放以來,政府不斷出臺(tái)各種政策鼓勵(lì)和支持汽車工業(yè)的發(fā)展,汽車工業(yè)經(jīng)歷了從簡單模仿到自主創(chuàng)新,從小批量生產(chǎn)到大規(guī)模量產(chǎn),為推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)增長發(fā)揮了巨大作用。圖1.12014-2019年上半年全國汽車保有量Fig.1.1Nationalcarownershipinthefirsthalfof2014-2019由圖1.1可知,全國汽車保有量正逐年提升。如此多的機(jī)動(dòng)車方便人民出行的同時(shí),也帶來了日益嚴(yán)重的尾氣污染。研究發(fā)現(xiàn),汽車質(zhì)量減輕10%,油耗會(huì)降低大約7%[1]。隨著中國第六階段機(jī)動(dòng)車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,汽車制造行業(yè)的研究熱點(diǎn)逐漸趨向于輕量化。圖1.2蔚來ES8全鋁合金車身Fig.1.2WeilaiES8allaluminumalloybody實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的方法有:改進(jìn)零部件的結(jié)構(gòu)、采用先進(jìn)生產(chǎn)加工工藝、選用新型輕質(zhì)材料。鋁合金在車身輕量化的應(yīng)用極具前景,如:奧迪R8車型鋁合金材料占整沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文
沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文2個(gè)車身結(jié)構(gòu)材料成分的70%;捷豹XFL車型有高達(dá)75%的鋁合金材料應(yīng)用率。蔚來ES8車型采用全鋁車身構(gòu)架,如圖1.2,白車身鋁合金含量為96.4%。板料沖壓成型方法具有低成本,高效率,節(jié)約資源等優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于汽車生產(chǎn)制造中。據(jù)統(tǒng)計(jì),大約60%~70%的車身零件是通過沖壓工藝成型而來[2]。這些沖壓零件不僅用作整車內(nèi)部的組裝零件,而且還用作整車外部的大型裝飾零件,對(duì)整車的外觀影響很大。圖1.3為車身主要覆蓋件分解圖。圖1.3車身主要覆蓋件分解Fig.1.3Decompositionofmainbodyparts由于汽車工業(yè)日益激烈的競爭環(huán)境,以及消費(fèi)者對(duì)車的能耗、性能、外觀等諸多方面的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求,因此提高車身覆蓋件的成型質(zhì)量、降低整車的研發(fā)周期、改進(jìn)車身外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)企業(yè)來說格外重要。據(jù)統(tǒng)計(jì),一個(gè)大型車身覆蓋件的模具制造,會(huì)消耗22.6%的調(diào)試成本,花費(fèi)約1-2個(gè)月的時(shí)間,這在很大程度上降低了生產(chǎn)效率,同時(shí)也會(huì)對(duì)產(chǎn)品的市場投放造成直接影響[3]。近年來,有限元數(shù)值模擬技術(shù)在大型車身覆蓋件的成型模擬及模具開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用,該技術(shù)能夠模擬材料流動(dòng)、預(yù)測成型質(zhì)量、顯示應(yīng)力-應(yīng)變分布等,從而保證產(chǎn)品質(zhì)量、減少模具開發(fā)成本。但由于模擬過程中的工藝參數(shù)往往是通過經(jīng)驗(yàn)來確定,導(dǎo)致難以判斷所選工藝參數(shù)是否為最佳組合。優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用可以改善設(shè)計(jì)的不確定性,隨著數(shù)學(xué)優(yōu)化理論的不斷完善,有限元模擬分析與優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合的方法在板料成型中得到了推廣。1.2板料成型技術(shù)的發(fā)展板料的沖壓成型過程實(shí)際上是一個(gè)涉及非線性的彈塑性力學(xué)問題,它同時(shí)包含有大位移、大變形以及大轉(zhuǎn)動(dòng)[4]。20世紀(jì)60年代初期,術(shù)語“有限元”最早由R.W.Clough在論文中第一次提出[5]。1967年,P.V.Marcal和I.P.Kingt兩位學(xué)者對(duì)彈
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]宏觀彈塑性本構(gòu)模型的研究進(jìn)展[J]. 何維均,張士宏,程明,黃光杰,欒佰峰,劉慶. 塑性工程學(xué)報(bào). 2015(03)
[2]飛機(jī)風(fēng)擋玻璃彎曲成形回彈數(shù)值模擬[J]. 黃創(chuàng)盛,姚進(jìn). 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2010(12)
[3]一種變截面拉延筋新工藝及其在回彈控制中的應(yīng)用[J]. 黃健梓,楊旭靜. 科技導(dǎo)報(bào). 2009(09)
[4]汽車覆蓋件沖壓有限元分析方法及其軟件的應(yīng)用[J]. 孫立君,黃敏飛,阮鋒. 機(jī)電工程技術(shù). 2005(02)
[5]一噸車前橫梁沖壓成形的仿真計(jì)算[J]. 徐成林,朱偉成,謝文才,崔有山,劉春偉. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(06)
[6]三維板料成形過程的數(shù)值模擬[J]. 葉又,彭穎紅,阮雪榆. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 1998(05)
博士論文
[1]板料多點(diǎn)成形回彈補(bǔ)償方法及其數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張慶芳.吉林大學(xué) 2014
[2]板料回彈控制的工藝參數(shù)優(yōu)化和模面補(bǔ)償技術(shù)的研究[D]. 陽湘安.華南理工大學(xué) 2011
[3]徑向基函數(shù)模型在板料成形工藝多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D]. 安治國.重慶大學(xué) 2009
[4]板料沖壓成形回彈理論及有限元數(shù)值模擬研究[D]. 張冬娟.上海交通大學(xué) 2007
碩士論文
[1]鋁合金引擎蓋外板沖壓回彈控制及型面補(bǔ)償研究[D]. 張少華.吉林大學(xué) 2018
[2]汽車后門外板沖壓成形優(yōu)化及其回彈分析[D]. 祝陽.江蘇大學(xué) 2018
[3]汽車鋁合金后背門外板成形工藝優(yōu)化及回彈控制[D]. 黃忠輝.江蘇大學(xué) 2017
[4]汽車后背門內(nèi)板成形性及回彈控制研究[D]. 戴程.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[5]汽車發(fā)罩外板沖壓成形工藝參數(shù)優(yōu)化及回彈補(bǔ)償研究[D]. 胡亞男.江蘇大學(xué) 2017
[6]汽車鋁合金覆蓋件沖壓成型工藝設(shè)計(jì)[D]. 彭志明.湖南大學(xué) 2016
[7]汽車中地板加強(qiáng)板全工序沖壓成形數(shù)值模擬[D]. 宋開躍.吉林大學(xué) 2016
[8]鋁合金型材型面幾何特征對(duì)繞彎成形的影響研究[D]. 李顯.湖南大學(xué) 2016
[9]汽車覆蓋件回彈計(jì)算及補(bǔ)償方法的研究[D]. 展召彬.湖南大學(xué) 2016
[10]鋁蒙皮件沖壓成形數(shù)值模擬及回彈補(bǔ)償?shù)难芯縖D]. 雷嬌嬌.吉林大學(xué) 2016
本文編號(hào):3302814
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