国产座椅架骨盆结构设计的优化

摘要

随着人们生活质量的日益提高，汽车在我们的生活中占据着越来越大的比重。但是，在汽车零部件中存在裂纹的产生问题，尤其在目前汽车行业的安全部件--座椅架的颠簸实验中，发现在经过若干次颠簸之后在座椅架骨盆的加强筋处就产生了裂纹。对于汽车的使用性能，这无疑是个严重的安全隐患。本文将针对如何改变局部的变形量分布及最大变形量以延缓或消除裂纹的产生做具体的研究。
　　 加强筋参数对加强筋附近裂纹的产生有至关重要的影响。裂纹是导致汽车零部件失效的主要原因之一。现有的零部件生产及参数优化大多以工程师的实际经验为指导，修改相关参数，并投放到实验，但这样往往会浪费很多时间和资金。由于座椅颠簸实验成本非常高，历时较长，不可能由于对参数不断地进行细微的改变而重复试验，因此借助有限元方法进行制件的模拟辅助分析，为颠簸实验寻求最佳参数，为实际生产过程提供指导。
　　 本文利用DEFORM软件模拟了542305803钢卷座椅架骨盆的冲压过程，结合实际汽车行业的安全标准及颠簸实验，利用正交实验法，在工艺参数可更改的范围内，做出了加强筋处相关参数的变化，分析了在加强筋处出现裂纹的原因，研究了在不同的加强筋高度及加强筋圆角半径等工艺参数下变形区内的应力应变状态，以及局部变形量分部的规律，分析各工艺参数的变化对裂纹产生的影响，总结出裂纹的产生随各工艺参数变化的规律，结合实际的颠簸实验对产品优化设计过程具有一定的指导意义。
　　 本学位论文，结合实际生产中出现的问题，利用有限元分析软件，从设计参数的角度出发，寻找各参数对产生裂纹位置处的最大变形量及局部变形量分布的均匀性产生的影响，进行有限元分析并优化座椅架骨盆的设计参数。结果显示，未经参数优化的冲压件其模拟变形均匀性与实际产品产生裂纹的位置较为吻合，而对于冲压件相关位置参数做优化后，其模拟变形均匀性与最大变形量均有所改善。同时模拟结果也证实，在保证成形件形状和安全指数不变的情况下，适当减小加强筋高度、加大圆角半径有利于延缓裂纹的产生。