變厚板沖壓成形數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、汽車輕量化作為一種提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性，降低排放的途徑，正在被廣泛的采用?；谛碌牟牧霞庸ぜ夹g(shù)的變厚板逐漸成為汽車輕量化設(shè)計(jì)的重要手段之一。變厚板技術(shù)建立在柔性軋制之上，柔性軋制要求在軋制過程中通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制軋輥間距獲得沿板料連續(xù)變化的截面形狀。變厚板幾何非線性和材料非線性的存在，使得變厚板的仿真模擬成為需要研究一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。為了擴(kuò)大變厚板在輕量化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，本文在大量實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的基礎(chǔ)之上，對(duì)變厚板沖壓成形數(shù)值模擬進(jìn)行了系統(tǒng)的研

2、究。
　　首先通過等厚度區(qū)域的單向拉伸實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了退火之后變厚板等厚區(qū)的材料性能參數(shù)存在差異。之后，通過變厚板數(shù)字散斑單向拉伸實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)過渡區(qū)不同厚度位置同樣有著不同的材料性能參數(shù)。因此，針對(duì)變厚板在仿真模擬中材料模型建立的問題，提出了整體法和分段法的處理思路，在分段法中又提出了離散法、插值法和整體法的方案。將建立的材料模型應(yīng)用到變厚板的仿真模擬之中，對(duì)比仿真結(jié)果中力--位移曲線和實(shí)際實(shí)驗(yàn)力--位移曲線的差異性，得出了采用分段法中的

3、插值法既能夠滿足精度要求又比較便捷。
　　針對(duì)變厚板厚度在有限元軟件中的體現(xiàn)問題，在ABAQUS中分析了實(shí)體單元和殼單元的針對(duì)變厚板的仿真模擬的計(jì)算效率。結(jié)果顯示采用減縮積分殼單元效率最好。在DYNAFORM中分析了更改節(jié)點(diǎn)厚度來實(shí)現(xiàn)殼單元厚度連續(xù)變化方案的不可行性，之后提出了離散厚度處理的思路。針對(duì)材料的離散和厚度的離散，通過對(duì)變厚板單向拉伸實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，對(duì)比不同離散程度下，仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異性，分別確定了材料和厚度的離散