覆蓋件面畸變機理及控制研究.pdf

1、 面畸變是汽車覆蓋件表面產(chǎn)生的局部起伏，其起伏高度一般在幾十到幾百微米，是由于板料從光滑的基準面向面外變位并具有某種程度的擴展而形成的表面缺陷。面畸變問題的存在是目前汽車覆蓋件尤其是轎車外覆蓋件表面質量的最重要影響因素。 本文通過對覆蓋件形狀及沖壓成形特點的分析，建立了利用柱面扁殼和雙曲度扁殼零件研究面畸變的幾何模型。分析了扁殼零件的成形特點及控制方法。提出了回彈和面畸變的測量方法。研究了柱面扁殼和雙曲度扁殼的面畸變及回彈

2、特征，同時給出了評價方法。推導了面畸變二維評價指標的公式，研究了面畸變評價指標的幾何本質及物理意義，同時將二維面畸變評價指標推廣到三維面畸變評價指標，并用柱面扁殼、汽車前翼子板及雙曲度扁殼實例驗證了所提出的面畸變指標的可靠性。 以柱面扁殼為例，建立了與試驗模型相一致的有限元數(shù)值模型，對其成形、回彈、切邊的全過程進行了數(shù)值模擬。研究表明：成形結束時板料能夠完全貼模，不存在面畸變現(xiàn)象；對比模擬和試驗結果，柱面扁殼回彈后面畸變沿柱面方

3、向均呈M型分布，且面畸變數(shù)值大小符合的較好；柱面扁殼切邊后面畸變沿柱面方向均呈U型分布，且面畸變數(shù)值大小符合的較好。這為面畸變形成機理的數(shù)值模擬研究奠定了基礎。通過數(shù)值模擬，得到了成形、回彈、切邊過程中的應力、應變信息，結合試驗結果提出了面畸變形成的機理，并用汽車發(fā)動機罩板驗證了面畸變形成機理分析的可靠性。 以柱面扁殼為模型，研究了回彈和面畸變的相關性。研究表明，任何減小回彈的控制措施對面畸變的降低都是有益的。利用彈塑性小變形理

4、論推導了柱面扁殼回彈量的理論解。試驗與理論相結合分析了不同成形條件對回彈的影響規(guī)律，并進一步研究了回彈控制機制。 以柱面扁殼為例，數(shù)值模擬和試驗相結合研究了壓邊力、拉深筋、壓料面形狀等成形工藝因素對面畸變的影響規(guī)律；研究了屈服強度、硬化指數(shù)，厚向異性指數(shù)、硬化強度等材料性能因素對面畸變的影響規(guī)律；研究了板料厚度和凸模曲率半徑對面畸變的影響規(guī)律。數(shù)值模擬和試驗相結合研究了減小和消除面畸變的局部加壓工藝，研究了加壓墊片厚度、方向、位