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基于数值模拟的汽车覆盖件充液拉深工艺研究
| 论文题名： | 基于数值模拟的汽车覆盖件充液拉深工艺研究 |
| 关键词： | 汽车覆盖件;充液拉深工艺;数值模拟;前翼子板;车门外板;液压加载路径 |
| 摘要： | 汽车覆盖件不仅结构较大、而且形状不规则、较复杂，在传统的冲压成形过程中容易出现起皱、破裂等缺陷，控制难度较大。汽车覆盖件充液拉深成形工艺属于先进的软模成形技术，其基本原理是用高压液体代替凹模进行拉深成形。具有成形工序少，制品质量高、成本低等特点，应用前景广阔，适合当今汽车业多品种、小批量的生产。 工艺补充面和压料面设计合理与否是决定汽车覆盖件拉延能否顺利成形和获得合格工件的关键。针对汽车前翼子板弯曲部分处模型边界较高，弯度较大的型面结构特点，将该弯曲处补充面设计为渐平式凹槽结构，起到拉深槛的作用的同时保障进料均匀。应用DYNAFORM软件中的模面工程模块（DFE）实现覆盖件模面的参数化优化设计，以仿真模拟结果判断模面的优劣，能够快速高效的实现模具型面的设计优化。 为了克服覆盖件在普通冲压拉深中出现的破裂、变形不足及多工序的问题，应用数值模拟的方法，采用以LS-DYNA3D为内核的大型动力显式分析软件ETA/DYNAFORM5.6，对汽车前翼子板及车门外板的普通冲压拉深成形和充液拉深成形进行模拟对比分析研究。以零件的最终壁厚分布及成形极限图（FLD）为评定标准，分析了普通冲压拉深及充液拉深对零件拉深成形工艺和质量的影响。模拟结果表明：对成形部位有一定冲压负角的车门外板及型面有较深沟槽的前翼子板，在合理的液室压力加载路径下，充液拉深成形具有良好的成形性。在工艺上能够有效的减少成形工序，实现复杂形状覆盖件的高质量一次成形；在零件的成形质量上能够明显地控制破裂和变形不足，提高板料流动均匀性和贴模程度。最终成形的零件厚度变化分布均匀，显著提高零件的成形质量。 总结分析不同液室压力变化对汽车前翼子板及车门外板充液拉深成形性的影响规律，获得最佳的液压加载曲线。模拟结果表明：对曲面较大，浅拉深的汽车覆盖件充液拉深成形，初始液室压力要避免过大、过早，防止产生过大的初始反胀，从而拉裂坯料或者导致进料余量过大产生堆积起皱。 |
| 作者： | 王飞 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 刘晓晶 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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