汽车覆盖件冲压成形有限元仿真研究及工艺参数优化

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汽车覆盖件的生产在汽车工业中有着至关重要的作用,汽车覆盖件的设计和制造质量的高低决定着汽车产品质量的高低。与一般冲压件相比,汽车覆盖件一般具有复杂和不规则的空间曲面,结构尺寸较大,对外观和刚度的要求比较特殊,同时汽车覆盖件冲压成形是建立在金属塑性大变形的基础上,冲压过程中板料会发生大位移、大转动、大变形,因此在冲压成形过程中,经常出现各种几何缺陷,像变薄、起皱、拉裂、凹陷、回弹以及模具磨损等。  对汽车覆盖件冲压成形理论进行了研究,对汽车覆盖件成形过程中的应力、应变、屈服准则作了详细分析,研究了包括求解算法、单元尺寸、单元公式、材料模型、成形极限图等在内的冲压成形有限元仿真基础,并采用理论研究的方法对影响汽车覆盖件成形性能的内部因素进行了分析。  以汽车翼子板为例介绍了冲压成形有限元分析的基本流程,在零件造型的基础上,借助Dynaform软件建立了汽车翼子板的成形仿真分析的有限元模型并进行了冲压成形仿真分析,获取其成形后的厚度变化图、成形极限图以及应力应变图等仿真结果,并据此对汽车翼子板的成形效果进行评价。在此基础上,通过仿真分析研究了成形过程中压边力、摩擦系数、冲压速度以及凸凹模间隙等工艺参数对成形性能的影响。  基于正交试验对汽车翼子板冲压成形工艺参数进行了优化,选取压边力、摩擦系数、冲压速度以及凸凹模间隙作为优化变量,以最大变薄率和最大增厚率作为优化目标,对不同工艺参数组合的冲压成形分别进行了仿真分析。运用正交试验的分析方法,获得了最佳的冲压工艺方案,并对该方案进行了仿真分析,结果表明该工艺方案能够提高汽车翼子板冲压成形的质量。在正交试验的基础上,对影响成形质量最为重要的因素——压边力进行了研究,对不同的变压边力加载的方式进行了分析,得到了最优的加载方式。  在仿真分析的基础上,对汽车翼子板成形进行了试验研究,将仿真分析结果与实际冲压试验结果进行了对比分析,从而验证了分析结果的准确性。
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