汽车覆盖件翻边工序的CAE仿真建模及应用研究

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在以往的生产实际中,作为设计修边模依据的修边线的确定都是靠不断地试模、修模来决定的,这样不仅影响整个产品的开发周期,而且还造成大量的人力和物力的浪费。本文以有限元方法为基础,实现了翻边工序的计算机仿真,提出了运用毛坯反求理论来确定翻边零件修边线的方法,并解决了工程实际中的技术难题,其中主要的技术内容包括如下几个方面: (1)CAD的建模。这是仿真的前提,CAD模型质量的好坏,直接影响到有限元网格的划分。这方面主要的技术难题涉及一些重要特征的处理,比如面和面之间的倒角或面与面之间过渡面的处理等。对这些特征的处理应既能正确地反映零件的真实情况,又要符合实际的生产需要。本文中在建立复杂零件的CAD模型基础上,讨论了建模过程中的一些关键技术。 (2)CAE的建模。这里主要涉及网格划分技术,本文总结了在翻边仿真中划分网格的一些原则与方法,包括翻边线附近单元的走向控制原则;通过组合不同的网格面来形成模具网格的方法;合理分配整套模具中不同部分单元的尺寸和数目的原则等。建立了整套模具包括凹模、压边圈以及翻边冲头的有限元模型,同时在仿真过程中还对仿真参数和模具尺寸进行了优化。 (3)修边线的确定技术。提出了基于仿真的修边线确定方法,该方法利用毛坯反求理论,通过多次有限元计算,获得比较理想的修边线位置和尺寸。本文应用上述方法解决了工程实际中确定翻边工序修边线的典型问题,并进行了相应的翻边试验,以验证仿真结果和所求出的修边线的正确性。 实践证明,运用本文采用的方法能较好地解决复杂零件翻边工序中确定修边线的难题,该方法可以明显地减少修边线确定中的试凑次数,从而有效地缩短新产品的开发周期,节省开发费用,同时也发展了CAE在冲压成型中的应用。
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