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车身外覆盖件面畸变缺陷影响因素分析与控制方法研究
| 论文题名： | 车身外覆盖件面畸变缺陷影响因素分析与控制方法研究 |
| 关键词： | 车身外覆盖件;模面补偿;畸变缺陷;有限元分析;成形性能 |
| 摘要： | 在国内汽车制造业竞争日益激烈的背景之下,各大汽车制造商都对汽车车身的制造质量提出了更加高的要求。对于车身外覆盖件来说,不仅要保证其成形性能,而且还要保证其具有良好的表面质量。随着车身外覆盖件整体化发展趋势以及板料厚度的不断减薄,面畸变问题带来的质量问题十分的突出。面畸变缺陷是指车身外覆盖件成形回弹阶段产生的深度在几十至几百微米的局部小凹陷,深度在几十至几百微米。面畸变缺陷对整车外观质量和使用性能影响很大,因此在模具设计阶段即通过准确预测面畸变缺陷并进行补偿和控制十分重要。 面畸变问题是各大汽车制造厂普遍关注但是仍悬而未解的难题,同时也是学术界研究的热点。由于对面畸变问题的经验积累不足和理论研究的缺乏,还没有成熟的预测面畸变缺陷的方法和评价指标,产品、模具和工艺的设计水平受到很大的制约。本文对车身外覆盖件面畸变缺陷的影响因素及控制方法进行了研究,分析了材料、工艺和型面几何因素对面畸变缺陷的影响机理,形成了面畸变缺陷的有效评价方法,并提出了抑制面畸变缺陷的模面补偿方法。 本文以车门把手特征件为研究对象,通过有限元仿真分析和实验验证,合理设置材料模型、单元模型和边界条件,准确预测车门把手特征件的面畸变缺陷。并且介绍了四种面畸变缺陷的评价方法,经过实验和仿真结果使用不同评价方法的比较,验证了有限元预测面畸变缺陷的精度,总结分析了各个评价方法的优缺点。 在此基础上,研究了影响门把手特征件面畸变缺陷的材料、工艺和型面几何因素,并且通过薄板回弹理论和材料硬化方程分析其影响机理。材料因素包括了板料厚度、加工硬化指数和强度系数。工艺因素包括了压边力、拉深筋、模具圆角和模具局部负间隙。型面几何因素包括了特征件门把手左右耳拉伸深度、左右耳过渡圆角和长度。 针对面畸变缺陷的控制,以车门把手特征件和柱面扁壳特征件为例,提出了一种抑制面畸变缺陷的模面补偿方法。该方法基于数值计算获得理想的模面几何模型,通过改变板料在成形过程中厚度方向的应力梯度控制厚度方向弯矩导致的面畸变,为模具在设计阶段对板料成形后的面畸变缺陷进行控制提供了依据和解决方案。最后通过模面补偿方法有效解决某实际车门外板零件在冲压生产过程中产生面凹陷问题,证明了该方法的实用性。对于解决汽车覆盖件实际生产中产生的面畸变缺陷有一定的工程指导意义。 |
| 作者： | 倪啸枫 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李淑慧 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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