【摘 要】
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随着社会的发展进步,人们对于出行方式提出了越来越高的要求,对汽车的使用需求越来越强。汽车行业发展愈加繁荣,随之而来的是能源消耗增加、环境污染加剧,二者之间的矛盾愈发突出。从汽车生产的角度来看,降低车身重量是解决二者之间矛盾冲突的重要举措之一,以轿车为例,其整车重量的25%集中在车身上,因此在车身制造过程中选用轻量化材料对于减少能耗、降低尾气排放十分必要。在轻质材料选取方面,采取有效的强化措施可以提
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随着社会的发展进步,人们对于出行方式提出了越来越高的要求,对汽车的使用需求越来越强。汽车行业发展愈加繁荣,随之而来的是能源消耗增加、环境污染加剧,二者之间的矛盾愈发突出。从汽车生产的角度来看,降低车身重量是解决二者之间矛盾冲突的重要举措之一,以轿车为例,其整车重量的25%集中在车身上,因此在车身制造过程中选用轻量化材料对于减少能耗、降低尾气排放十分必要。在轻质材料选取方面,采取有效的强化措施可以提高钢材的强度,以期实现轻量化的同时满足原来的力学性能要求。高强度硼合金钢的板料在常温下的强度约为500~600 MPa,但是通过高温加热均匀奥氏体化之后再进行冲压成形以及淬火冷却、保压等一系列工序后,其冲压件的抗拉强度能够达到1500 MPa。由于高强钢的热冲压成形过程比较复杂,成形件的成形质量不易掌控,热冲压过程中的工艺参数设计与选取不合理,热冲压件则会产生破裂、起皱、回弹等缺陷。为了避免或减少实际冲压生产过程中的这些缺陷,有必要对热成形工件的热冲压过程进行模拟与仿真,提前预测工件的成形质量,检验热冲压工艺设计是否合理,以缩短高强钢热冲压模具的研发时间,提高生产效率。本文以某车型的左门槛加强板后连接板为研究对象,研究高强钢热冲压成形工艺参数对其热冲压成形件成形质量的影响规律并进行参数优化,主要研究内容包括:(1)利用UG软件对后连接板进行三维建模,随后导入到Auto form软件中,建立后连接板的有限元模型。(2)对后连接板的热冲压成形过程进行初步的数值模拟,对成形过程中后连接板零件的温度场分布和应变场分布以及成形后的后连接板零件的减薄率分布和回弹量分布进行查看和分析。通过初步有限元模拟,发现后连接板的成形质量还有待提高。(3)引用控制变量法,基于Auto form软件对后连接板的热冲压成形过程进行多次数值模拟,分析成形后的后连接板零件的最大主应变、最大减薄率和最大回弹量数值的变化规律来研究加热温度、冲压速度、摩擦系数三个工艺参数对后连接板成形质量的影响规律。(4)采用正交试验设计方法对某车型左门槛加强板后连接板热冲压成形的三个主要工艺参数进行优化,运用极差分析法对试验结果加以研究分析。通过计算得出了各因素的优水平、各因素对试验指标影响的主次顺序,确定了最优组合水平为加热温度900℃、冲压速度500 mm/s、摩擦系数0.43。以得出的最优工艺参数组合对后连接板零件的热冲压成形进行数值模拟,发现其成形性良好。最后进行了后连接板零件的生产试验以对优化结果进行验证,经检测符合生产要求,工艺参数选取得当。本文对某车型左门槛加强板后连接板热冲压成形过程进行了有限元仿真,对热冲压成形工艺参数进行了优化,研究成果为企业进行后连接板热冲压件的实际生产提供了理论指导,对提高后连接板零件实际生产的良率、节约开发成本具有重要意义。
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