详情

原文传递铝合金汽车覆盖件冲压成形回弹的仿真研究

论文题名：	铝合金汽车覆盖件冲压成形回弹的仿真研究
关键词：	铝合金;汽车覆盖件;数值仿真;冲压成形;正交设计;冲压回弹
摘要：	随着汽车工业界3R(Reduce，Reuse，Recycle)战略的提出，用铝合金板材代替钢板制造汽车覆盖件已成为当前汽车行业的重要发展趋势之一。铝合金板板材的回弹量比较大，尺寸精度不容易把握，因此导致汽车覆盖件的回弹问题愈发突出。这一问题引起了世界汽车工业界和学术界的广泛关注。目前回弹的预测与控制问题已成为该领域的研究热点与难点之一。　　板料成形数值仿真技术是使汽车冲压件模具设计及工艺设计由“经验”走向“科学”的桥梁，该方法已被证实可用于回弹仿真计算，但是由于回弹计算结果影响因素较多，目前采用有限元数值仿真方法预测的回弹精度还不是很理想。本文基于DYNAFORM软件，采用有限元数值仿真和实验对比的方法，对铝合金汽车覆盖件冲压成形回弹仿真及关键技术进行了研究，以提高回弹预测的精度，进而抑制回弹。　　本文的主要工作如下：　　 1.介绍了板料成形过程的力学模型，系统地讨论了板料成形仿真的有限元理论，比较了有限元控制方程的求解格式、单元理论和非线性弹塑性材料的本构关系，叙述了应变率、应力率以及成形仿真中的接触摩擦问题的处理方法。　　 2.根据覆盖件冲压成形方式的不同，提出了复杂覆盖件成形仿真过程中压边圈闭合过程的仿真方法，完成了复杂铝合金汽车覆盖件的成形仿真。分析了复杂覆盖件成形仿真时的难点问题，讨论了运用冲压仿真软件DYNAFORM进行成形仿真的关键技术，完成了传统冲压方式下汽车行李箱门板和倒装冲压方式下汽车右侧壁上外板的成形仿真。　　 3.提出了运用冲压仿真软件DYNAFORM进行铝合金材料回弹仿真时的数值参数的最优选择方案。采用正交试验的方法对回弹仿真中的数值参数，如采用自适应网格划分技术时板料初始单元尺寸、冲压速度、接触惩罚因子、粘性阻尼系数及回弹仿真人工稳定性罚因子进行了研究，通过极差分析，得出了上述因素对回弹仿真结果和仿真精度的影响程度，得到了比较理想的数值参数方案，并对方案进行了验证。　　 4.得出了主要工艺参数对铝合金材料成形和回弹的影响规律，为实际生产中模具设计和工艺参数的选择提供了参考。探讨了回弹产生的机理、影响回弹的因素，在正交试验得到的优化数值参数方案的基础上，对影响铝合金板料成形和回弹的因素，如压边力、摩擦系数、模具间隙和模具圆角半径进行了分析，得出了上述因素对铝合金板料成形和回弹的影响规律。　　 5.提出了复杂覆盖件的回弹仿真模式，探讨了回弹仿真中存在的难点问题及关键技术。以NUMISHEET2005标准考题汽车底座横梁外板为研究对象，进行了复杂覆盖件成形、切边、冲孔和回弹过程的仿真，并将仿真结果与实验结果进行了比较，证明采用本文提出的回弹仿真模式和数值参数方案能够获得比较可靠的回弹仿真结果。
作者：	张在梅
专业：	机械设计及理论
导师：	殷晨波
授予学位：	硕士
授予学位单位：	南京工业大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文