汽车覆盖件冲压成形工艺数值模拟及优化

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目前,汽车制造业是我国国民经济几大支柱产业之一。车身覆盖件是汽车的主要零件,其开发生产周期将直接制约着汽车的更新换代周期。传统的研发生产方法主要是凭借技术人员的经验,然后经过多次试冲、修模来得到一个合理的工艺参数组合。再加上车身覆盖件本身结构的复杂性,致使整个生产及调试过程耗时比较长,费用也比较高,而且产品的质量稳定性也得不到保证。随着计算机技术的不断发展,有限元理论的不断成熟,各种CAE软件也不断被开发出来,并用于实际生产。它不仅可以预测拉延件在某工艺下可能出现的缺陷,而且还可以根据模拟结果对成形工艺、模具结构进行优化。从而缩短了模具的生产周期、试模周期,降低了生产成本,同时也可以大大提高覆盖件的质量稳定性。本课题利用有限元仿真软件Dynaform首先对典型简单冲压件——盒形件进行模拟研究,探讨了一般冲压件的成形工艺,在此基础上进一步利用正交试验对复杂冲压件——行李箱盖外板进行了模拟分析及优化,确定其主要影响参数,及各参数的影响程度。最后又结合多目标分析函数Y和回归分析方法进一步探讨了两个主要影响参数对成形结果的影响规律,并得到一组最优的工艺参数组合。主要工作如下:(1)利用有限元模拟软件Dynaform对盒形件进行模拟。研究了冲压成形工艺中各工艺参数对成形结果的影响,重点分析了压边力、圆角半径、摩擦系数、拉延筋阻力对成形结果的影响,最后针对盒形件给出一合理的选择范围。为后面复杂冲压件的研究提供一定的理论依据和参考。(2)行李箱盖外板的有限元建模。利用模拟软件Dynaform具体分析并阐述了行李箱盖外板的有限元建模的整个过程,包括零件三维模型的生成,工艺补充面、压料面的添加以及拉延件网格模型的生成等。并初步讨论确定了各工艺参数的选择。(3)行李箱盖外板的数值模拟及优化。在以上建模的基础上,利用正交实验,对压边力、摩擦系数、凸凹模间隙、拉延筋阻力四个参数进行了优化组合。并将这四个参数对成形结果的影响程度进行了排序,选出最主要的两个影响参数——压边力、摩擦系数。并结合回归分析的方法进一步探讨了这两个工艺参数对成形结果的影响规律。根据对优化后工艺方案的分析,又提出多目标分析函数Y,对工艺进行进一步的优化,得出一组最优的参数组合。本文最后又结合实际冲压件进行了对比分析,与实际吻合度还是比较高的。
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