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汽车后轮罩冲压成形工艺参数优化及回弹补偿研究
| 论文题名： | 汽车后轮罩冲压成形工艺参数优化及回弹补偿研究 |
| 关键词： | 汽车左右后轮罩;冲压成形;响应面法;回弹补偿;工艺参数 |
| 摘要： | 随着国家汽车产业的逐渐成熟，汽车的产量以及销量一直处于增长状态。即使近两年受疫情以及转型的影响，销量略有下降，但也处于快速回暖的状态中。中国汽车行业目前正处于寒冬期，激发了企业间的强烈竞争与合并。伴随着激烈的竞争，各厂商对于新车型的研发越来越重视，而汽车车身覆盖件的开发、质量以及成本问题正是新车研发中重要的一环。有限元数值模拟技术与优化设计方法的结合，对覆盖件开发和质量提高来说有很大的帮助。 本文研究对象为某车型汽车左右后轮罩，模拟其冲压成形过程，结合模拟以及数学方法，重点进行了工艺参数的优化以及回弹的补偿控制。本文主要内容有以下几部分： （1）对零件进行成形性分析，合理安排其冲压工序，根据工序内容进行工艺设计。通过优化板料的形状，减少了废料的产生。并通过对比模拟研究了拉延筋对于板料成形的影响，以及对修边后回弹进行计算分析，模具卸载后，零件内部应力释放，导致回弹过大，形状精度降低。 （2）为消除零件过度减薄以及回弹量过大的现象，首先，基于有限元数值模拟，采用响应面法进行优化。以最大减薄率和最大回弹量为优化目标，选取对零件质量影响较大的压边力、拉延筋阻力系数、摩擦系数和凸凹模间隙这四个冲压工艺参数为设计变量，设计了BBD试验，建立了二阶响应面回归模型。其次，对其进行方差分析，并分析四个因素对两个响应目标的作用规律。最后，对响应面回归模型进行求解寻优，获得100组非劣解，选取合适的参数组合作为最优参数组合。按照经过优化的参数组合进行模拟，得到结果为最大减薄率17.0%，最大回弹量4.103mm。 （3）经过响应面法优化之后，针对最大回弹量仍旧超出标准的问题，采用Autoform回弹补偿模块对回弹进行补偿控制。首先，设置回弹补偿的区域，回弹补偿系数为1。其次，对其进行回弹计算分析，通过四次迭代补偿，将回弹控制在±1mm之内，并对回弹补偿后的模面进行模拟，分析其成形性。最终，利用经过优化的参数组合以及第四次回弹补偿后的模具型面，进行模具设计、制造、调试以及试生产。试制产品成形质量良好并且能符合焊接以及组装配合精度要求。 |
| 作者： | 魏鑫 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 王雷刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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