轿车B立柱拼焊板成形精度控制及回弹补偿方法的研究

摘要

解决能源短缺和环境污染问题是实现经济可持续发展的关键。汽车轻量化是实现节能减排的众多方法中最有效的措施之一，而拼焊板汽车覆盖件冲压成形技术因为其独特的优势在汽车轻量化中得到了广泛的应用。由于拼焊板材料性能等存在差异，所以容易产生板材的破裂、回弹等缺陷。随着汽车制造精确度的不断提高，对于拼焊板的成型性能进行深入研究具有很重要的意义。
　　本文对拼焊板U形件进行成形及回弹研究，分析了各参数对其成形及回弹的影响，并找到提高差厚拼焊板U形件成形性能的方法。采用数值模拟及试验相结合的方法，探究了补偿因子对板坯成形精度的影响，找到了合理的初次迭代补偿因子对模具表面进行直接补偿，补偿因子的优化有效的节约了由于多次迭代造成的时间和成本的浪费。针对拼焊板的成形特点，提出分段补偿方法，并对U形件进行分段补偿，从而更为有效的提高了零件的精度。
　　应用DYNAFORM软件对轿车B立柱拼焊板零件进行了数值仿真研究。通过修改工艺参数和设置有效拉延筋，实现了对B立柱拼焊板成形精度的提高。提出了复杂件回弹量的测量方法，使对复杂件的回弹情况更加直观的表现出来。同时采用合理的补偿因子对模具表面进行补偿，并将全部补偿和局部补偿相结合，使复杂冲压件的每个缺陷区域得到局部修整，从而提高补偿的精确性。最后，对比有限元模拟结果与实际生产加工结果，验证了有限元模拟的正确性和可行性，说明应用有限元模拟技术可以很好的指导零件的实际生产加工活动。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 前言

1．2 拼焊板在国内外的应用现状

1．3 回弹的研究的发展概况

1．3．1 板料回弹预测手段的发展

1．3．2 回弹控制方法

1．3．3 拼焊板回弹研究现状

1．4 研究内容及目的

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究内容

第2章 拼焊板U形件成形及回弹的研究

2．1 拼焊板U形件有限元模型

2．1．1 拼焊板U形件数值模型的建立

2．1．2 板坯形状和几何尺寸的确定

2．1．3 压料面和工艺补充面的设计

2．1．4 焊缝模型的选取

2．1．5 网格划分及工具定位

2．2 回弹模拟过程

2．3 回弹评价指标

2．4 U形件回弹测量方法

2．5 工艺参数对U形件回弹的影响

2．5．1 焊缝对U形件回弹的影响

2．5．2 压边力对U形件回弹的影响

2．5．3 材料性能对U形件回弹的影响

2．6 本章小结

第3章 拼焊板U形件回弹控制及补偿研究

3．1 拼焊板U形件冲压成形及回弹

3．1．1 材料性能参数的设置

3．1．2 工艺参数的定义

3．1．3 模拟参数的设置

3．1．4 拼焊板U形件成形仿真分析

3．1．5 拼焊板U形件回弹模拟结果分析

3．2 基于dynaform软件的补偿法

3．3 局部补偿方法及补偿因子的研究

3．4 拼焊板U形件冲压成形实验

3．5 本章小结

第4章 B立柱成形精度及回弹控制研究

4．1 激光拼焊板轿车B立柱有限元模型

4．2 板坯及焊缝模型

4．3 激光拼焊板轿车B立柱模面的设计

4．3．1 凹模网格划分及网格检查与修复

4．3．2 调整冲压方向

4．3．3 填充内部孔洞及光顺外部边界

4．3．4 创建压料面和工艺补充面

4．4 B立柱模拟结果分析及工艺改进

4．4．1 车B立柱数值模拟结果分析

4．4．2 对轿车B立柱成形进行工艺改进

4．5 轿车B立柱回弹及补偿的研究

4．5．1 回弹分析

4．5．2 全部补偿

4．5．3 局部补偿

4．6 修边及冲孔

4．7 实验分析

4．8 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢