車用激光拼焊高強度鋼板沖壓成形特性研究.pdf

1、　　汽車車身縱梁零件是重要的汽車車身結(jié)構件之一，在注重具備較高的強度、良好的抗疲勞性及較長的使用壽命外，還要盡可能輕量化，以滿足現(xiàn)代汽車綠色制造的要求，因此對汽車縱梁零件的實際加工成形提出了較高要求。
　　由于高強度激光拼焊鋼板具有良好的力學性能，不僅能滿足汽車車身縱梁零件的力學要求，而且更加輕質(zhì)，是實現(xiàn)汽車車身輕量化的首選材料。目前采用高強度激光拼焊鋼板進行汽車縱梁零件沖壓成形是現(xiàn)代汽車制造的發(fā)展趨勢之一。本文采用B340/5

2、90以及B400/780兩種異質(zhì)材料作為拼焊母材，研究該種拼焊鋼板的汽車車身縱梁零件沖壓成形的可能性。如何避免高強度拼焊鋼板在沖壓成形過程中的起皺，破裂以及焊縫移動等成形缺陷是本論文的研究重點。
　　本文以典型圓筒件作為基礎試驗對象。首先通過理論分析，確定兩種材料的焊接性能以及影響拼焊板沖壓成形性能的主要因素。其次，通過試驗制得拼焊板試樣，并分別從坯料極限尺寸，焊縫位置，壓邊力加載方式等不同的影響因素入手，通過物理試驗和數(shù)值模擬

3、試驗的對比結(jié)果，確定主要因素及影響規(guī)律。同時驗證數(shù)值模擬試驗的可靠性。為后續(xù)汽車車身縱梁零件沖壓成形的試驗研究奠定基礎。
　　選取一種典型的實際汽車縱梁零件為主要研究對象：首先利用逆向工程技術，通過對該種縱梁零件的三維測量獲得該零件的幾何特性點云圖。其次利用CATIA軟件進行該車身縱梁零件的三維幾何建模。并通過對該縱梁零件的成形工藝加以分析，從而設計出該零件進行數(shù)值模擬試驗所需要的凸、凹模模面。結(jié)合相同拼焊鋼板在圓筒件沖壓成形試

4、驗的相關試驗結(jié)論，主要分析了沖壓速度，壓邊力，凸、凹模間隙，摩擦系數(shù)，凹模圓角半徑等關鍵沖壓成形工藝參數(shù)對該種縱梁零件沖壓成形性能的影響規(guī)律，基于有限元分析軟件 DYNAFORM 并采用單因素控制法和正交控制法，對該縱梁零件的整個沖壓成形過程進行模擬試驗及系統(tǒng)性理論研究。全面分析上述各工藝參數(shù)對縱梁零件沖壓成形的起皺，破裂，焊縫移動等典型沖壓成形缺陷的影響，以找到最優(yōu)化工藝方案。另外，由于坯料尺寸作為降低零件制造成本的最直接因素之一。本

5、文采用了改進的逆向有限元法計算合理的所研究的車身縱梁零件的沖壓成形坯料尺寸，并與傳統(tǒng)有限元法及采用普通方板進行沖壓成形模擬的試驗結(jié)果加以比較分析，確定了改進的逆向有限元法在計算坯料尺寸方面的優(yōu)越性。
　　通過本論文研究，將先進CAE仿真技術運用到采用高強度拼焊鋼板進行典型車身縱梁零件沖壓成形缺陷的預測及成形工藝改進上，達到縮短汽車零部件設計、制作周期、降低制造成本、優(yōu)化工藝參數(shù)的目的，為高強度拼焊鋼板在汽車結(jié)構件上的應用提供理論