汽車(chē)覆蓋件沖壓模具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與分析.pdf

1、近年來(lái)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)飛速發(fā)展，眾多汽車(chē)企業(yè)都在為縮短新車(chē)型研發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本而努力。沖壓模具作為生產(chǎn)汽車(chē)覆蓋件的重要工藝裝備，其設(shè)計(jì)質(zhì)量和成本對(duì)汽車(chē)的生產(chǎn)研發(fā)有著重要影響。隨著能源和鋼鐵價(jià)格不斷上漲，控制模具成本顯得尤為重要。另外，高強(qiáng)度鋼板等新材料、伺服壓力機(jī)等新設(shè)備的應(yīng)用，對(duì)傳統(tǒng)的沖壓模具提出了新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。要解決這些問(wèn)題就必須加強(qiáng)對(duì)模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)分析的研究。
　　 本文在總結(jié)原有模具結(jié)構(gòu)分析方法的基礎(chǔ)上，從

2、覆蓋件模具入手，提出了基于板料成形模擬的沖壓模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法和分析方法。采用沖壓成形模擬和結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析解耦的思路，運(yùn)用拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)，以某行李箱蓋外板和后備箱蓋外板為例，設(shè)計(jì)出新的沖壓模具結(jié)構(gòu)，并對(duì)其在沖壓過(guò)程中的受力和變形規(guī)律進(jìn)行了分析。
　　 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，首先運(yùn)用專業(yè)的成形模擬軟件PAM STAMP 2G對(duì)板料沖壓成形過(guò)程進(jìn)行模擬，得到?jīng)_壓過(guò)程中板料對(duì)模具的作用力。這些荷載通過(guò)筆者編寫(xiě)的FORTRAN程序Pam2Opti S

3、truct.exe轉(zhuǎn)換后直接施加到模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型上。然后利用Opti Struct的拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)，對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，最后借助CAD系統(tǒng)CATIA在優(yōu)化結(jié)果的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出新的模具結(jié)構(gòu)。經(jīng)結(jié)構(gòu)分析驗(yàn)證，新結(jié)構(gòu)相對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)減重15[％]左右，而柔度降低5[％]左右，同時(shí)保證變形和等效應(yīng)力在許可的范圍內(nèi)。這說(shuō)明新設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)優(yōu)于傳統(tǒng)模具結(jié)構(gòu)。
　　 結(jié)構(gòu)分析方面，板料沖壓成形過(guò)程看作一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。本文將連續(xù)的沖壓過(guò)程用n個(gè)時(shí)間點(diǎn)