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汽车背门内板冲压成形与回弹的数值模拟研究
| 论文题名： | 汽车背门内板冲压成形与回弹的数值模拟研究 |
| 关键词： | 汽车覆盖件;冲压成形;有限元仿真;回弹补偿;CAD模型 |
| 摘要： | 车身是汽车的重要组成部分，它影响着汽车的美观程度，而汽车覆盖件的质量决定着车身的质量，这就促使人们通过不断地探索研究来提高汽车覆盖件的质量，也使汽车覆盖件冲压成形理论和成形工艺的研究不断深化。然而，汽车覆盖件大多是复杂的三维空间曲面结构，对成形质量要求高，在冲压成形过程中影响质量的原因复杂多样，而且规律不易把握，很难确定模具设计过程中的各种工艺参数。在设计过程中设计人员要大量依靠设计经验，这样不但无法保证产品的质量，而且还会延长产品的研发周期，增加研发成本，阻碍新车型的开发。 随着 CAD/CAE/CAM技术的不断发展，数值模拟技术已经广泛应用于汽车覆盖件的设计制造中。通过数值模拟技术，可以分析板料在冲压成形过程中的应力应变分布，避免成形过程中产生起皱、开裂和过量回弹等缺陷。数值模拟技术的应用，可以在模具生产之前，从理论上验证成形的可能性，通过优化模具结构和工艺参数，提高覆盖件的成形质量，从而达到减小生产成本、缩短研发周期的目的。 本文系统的分析了板料冲压成形的有限元仿真理论，研究了数值模拟过程中所涉及的屈服准则，单元的类型和选择，有限元控制方程的算法，接触处理等关键因素。根据汽车覆盖件成形的质量要求和特点，针对冲压成形过程中可能发生的开裂、起皱和回弹等成形缺陷，从材料模型、模具间隙、拉延筋、工艺补充面、摩擦系数和压边力等工艺参数方面进行了详细分析。本文以汽车背门内板为研究对象，首先建立CAD模型，进行工艺面补充和压料面设计，设置合理的工艺参数，运用板料冲压成形数值模拟软件AutoForm对零件的拉延、修边、翻边整形工序进行数值模拟，并与实际现场的冲压制件进行对比，从而验证模具及工艺设计的合理性。介绍了回弹的影响因素和控制回弹的方法，对背门内板进行回弹仿真，预测其回弹量，根据几何补偿法原理，优化各个工序的模具型面，并再次进行计算。通过回弹补偿前后的和实际产品型面的比较，验证模具型面优化的合理性。 |
| 作者： | 宋灏 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 张建 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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