鋁合金汽車覆蓋件沖壓成形回彈的仿真研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)界3R(Reduce，Reuse，Recycle)戰(zhàn)略的提出，用鋁合金板材代替鋼板制造汽車覆蓋件已成為當(dāng)前汽車行業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)之一。鋁合金板板材的回彈量比較大，尺寸精度不容易把握，因此導(dǎo)致汽車覆蓋件的回彈問題愈發(fā)突出。這一問題引起了世界汽車工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。目前回彈的預(yù)測(cè)與控制問題已成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)之一。
　　 板料成形數(shù)值仿真技術(shù)是使汽車沖壓件模具設(shè)計(jì)及工藝設(shè)計(jì)由“經(jīng)驗(yàn)”走向“科學(xué)”的橋梁，該方

2、法已被證實(shí)可用于回彈仿真計(jì)算，但是由于回彈計(jì)算結(jié)果影響因素較多，目前采用有限元數(shù)值仿真方法預(yù)測(cè)的回彈精度還不是很理想。本文基于DYNAFORM軟件，采用有限元數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)比的方法，對(duì)鋁合金汽車覆蓋件沖壓成形回彈仿真及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，以提高回彈預(yù)測(cè)的精度，進(jìn)而抑制回彈。
　　 本文的主要工作如下：
　　 1.介紹了板料成形過程的力學(xué)模型，系統(tǒng)地討論了板料成形仿真的有限元理論，比較了有限元控制方程的求解格式、單元理論

3、和非線性彈塑性材料的本構(gòu)關(guān)系，敘述了應(yīng)變率、應(yīng)力率以及成形仿真中的接觸摩擦問題的處理方法。
　　 2.根據(jù)覆蓋件沖壓成形方式的不同，提出了復(fù)雜覆蓋件成形仿真過程中壓邊圈閉合過程的仿真方法，完成了復(fù)雜鋁合金汽車覆蓋件的成形仿真。分析了復(fù)雜覆蓋件成形仿真時(shí)的難點(diǎn)問題，討論了運(yùn)用沖壓仿真軟件DYNAFORM進(jìn)行成形仿真的關(guān)鍵技術(shù)，完成了傳統(tǒng)沖壓方式下汽車行李箱門板和倒裝沖壓方式下汽車右側(cè)壁上外板的成形仿真。
　　 3.提出了運(yùn)

4、用沖壓仿真軟件DYNAFORM進(jìn)行鋁合金材料回彈仿真時(shí)的數(shù)值參數(shù)的最優(yōu)選擇方案。采用正交試驗(yàn)的方法對(duì)回彈仿真中的數(shù)值參數(shù)，如采用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)時(shí)板料初始單元尺寸、沖壓速度、接觸懲罰因子、粘性阻尼系數(shù)及回彈仿真人工穩(wěn)定性罰因子進(jìn)行了研究，通過極差分析，得出了上述因素對(duì)回彈仿真結(jié)果和仿真精度的影響程度，得到了比較理想的數(shù)值參數(shù)方案，并對(duì)方案進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 4.得出了主要工藝參數(shù)對(duì)鋁合金材料成形和回彈的影響規(guī)律，為實(shí)際生產(chǎn)中模

5、具設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)的選擇提供了參考。探討了回彈產(chǎn)生的機(jī)理、影響回彈的因素，在正交試驗(yàn)得到的優(yōu)化數(shù)值參數(shù)方案的基礎(chǔ)上，對(duì)影響鋁合金板料成形和回彈的因素，如壓邊力、摩擦系數(shù)、模具間隙和模具圓角半徑進(jìn)行了分析，得出了上述因素對(duì)鋁合金板料成形和回彈的影響規(guī)律。
　　 5.提出了復(fù)雜覆蓋件的回彈仿真模式，探討了回彈仿真中存在的難點(diǎn)問題及關(guān)鍵技術(shù)。以NUMISHEET2005標(biāo)準(zhǔn)考題汽車底座橫梁外板為研究對(duì)象，進(jìn)行了復(fù)雜覆蓋件成形、切邊、沖孔