汽車用鋁合金板沖壓成形仿真精度與機罩外板拉深工藝設計研究.pdf

1、本文通過對汽車用鋁合金板的單向拉伸行為、成形仿真技術、成形性能評價方法進行了系統(tǒng)研究，并開發(fā)了鋁合金機罩外板拉深工藝。 首先，對汽車用鋁合金板單向拉伸行為進行了試驗研究，揭示了應變和拉伸速率對流動應力的影響規(guī)律，并獲得了用于沖壓成形的有關材料性能。 目前板料成形有限元數值模擬系統(tǒng)已成為模具研究及成形優(yōu)化的強有力的工具。本文從鋁合金與傳統(tǒng)鋼間的性能差別角度，對鋁合金板沖壓成形仿真精度進行了研究。在單向拉伸試驗的基礎上，給了

2、大變形條件下鋁合金板材料硬化方程。在屈服模型方面，將不同屈服準則帶入圓筒件拉深仿真中，計算結果與試驗結果的比較，Barlat'96屈服準則與試驗值最接近。在失效預測方面，將Oyane準則引入到板料成形過程的數值模擬中，預測了不同成形模式下鋁合金的成形極限，并進行了試驗驗證。研究表明，該韌性斷裂準則能準確地預測鋁合金開裂失效。這些成果提高鋁合金沖壓成形仿真精度。 在物理模擬試驗和數值模擬的基礎上，研究了汽車用鋁合金板單一材料參數與

3、鋁合金板拉深性能、脹形性能、抗皺性能、回彈的相關性。結果揭示，在所選參數中，xb值是評估汽車用鋁合金板拉深性能的最佳參數；δ值是評估其脹形性能的最佳參數；σs與起皺發(fā)生和回彈有較密切關系，解決了鋁合金板的沖壓加工有效選材。 在上述結果的基礎上，利用CAE軟件中的模具型面設計模塊和成形過程仿真模塊，對某款轎車鋁合金機罩外板的拉深模具的型面進行了設計，并優(yōu)化了型面工藝參數。研究表明，基于特征的工藝型面設計方法可設計出鋁合金機罩外板拉