汽车覆盖件冲压成形非线性有限元仿真分析

摘要

汽车覆盖件成形中，若工艺参数和模具几何参数设置不当则易引起起皱、破裂、回弹、变形等成形缺陷。采用经验法制造出来的模具往往需要反复调试和修正，无形中增加了成本。随着计算机技术的发展，采用仿真手段辅助模具设计已成为可能，该方法通过对板料进行成形分析模拟，可全面了解板料在成形过程中应力应变分布，预测可能产生的成形缺陷，为模具工艺分析和设计提供可靠的判据和合理的工艺参数。
　　 本文首先全面介绍了汽车覆盖件的冲模设计，汽车覆盖件的结构、分类、特点，板料成形过程分析，以及冲压成形数值模拟过程理论，系统地剖析了汽车覆盖件的冲压成形工艺，并进一步研究了汽车覆盖件冲压数值模拟的关键技术。
　　 接着以汽车后地板作为研究对象。通过材料成形分析软件Auto—Form对该车后地板进行冲压仿真，阐述了实现板料成形有限元仿真的基本步骤和仿真分析过程中的一些关键技术问题，并用成形极限讨论了仿真方案的可行性，重点探讨了板料成形过程中可能产生的起皱、开裂、回弹的原因和解决对策。通过对仿真参数进行优化，得到了正确的仿真结果。
　　 最后探讨了车身质量对整车质量造成的各种影响，详细分析了车身质量产生的原因和解决措施，并研究了汽车引擎盖外板表面凹的形成原因和解决对策，分别通过采取调整液压机参数，修正拉延筋形状和位置，加大材料宽度等措施彻底解决了引擎盖外板表面凹的质量缺陷。
　　 本文通过研究发现，利用材料成形分析软件Auto-Form进行覆盖件成形过程的分析，可以初步代替部分实验，验证设计过程中出现的缺陷，并在仿真中初步给予解决，预测结果，指导实际生产，能够节约修模时间，对覆盖件实践生产有较强的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 冲模概述

1.2.1 冲压的基本工序及模具

1.2.2 冲压技术的现状及发展方向

1.3 板料成形过程分析概述

1.3.1 板料成形缺陷分析

1.4 汽车覆盖件冲压数值模拟技术

1.4.1 CAE软件应用的动向及发展方向

1.4.2 汽车覆盖件冲压数值模拟中的关键技术

1.5 课题的主要研究内容和目的

第2章 汽车覆盖件冲压工艺

2.1 汽车覆盖件简介

2.1.1 汽车覆盖件分类

2.1.2 汽车覆盖件的特点与要求

2.1.3 汽车覆盖件的冲压工艺

2.2 某车后地板冲压成形工艺过程

2.2.1 某车后地板冲压工艺

2.2.2 某车后地板冲压起皱和裂纹的原因分析

2.3 本章小结

第3章 汽车覆盖件冲压成形数值模拟过程理论分析

3.1 弹塑性增量理论

3.1.1 弹塑性本构关系

3.1.2 屈服准则

3.2 板料拉延成形理论

3.2.1 压边力

3.2.2 应力应变分布的理论计算

3.2.3 成形极限及回弹理论

3.3 覆盖件冲压成形理论

3.3.1 压缩失稳理论

3.3.2 拉伸失稳理论

3.4 冲压成形与材料性能的关系

3.5 冲压成形过程计算机仿真作用及步骤

3.5.1 计算机仿真作用

3.5.2 计算机仿真步骤

3.6 本章小结

第4章 汽车覆盖件冲压仿真的关键问题分析

4.1 Auto-Form软件介绍

4.2 零件模型及冲压工序分析

4.3 零件的冲压仿真过程建模

4.3.1 单元类型的选取

4.3.2 板料网格划分

4.4 CAE建模过程

4.4.1 拉延工序

4.4.2 修边工序

4.4.3 翻边工序

4.4.4 修边、冲孔工序

4.5 零件的CAE分析

4.6 本章小结

第5章 汽车覆盖件质量对整车质量的影响及消除覆盖件质量缺陷的解决措施

5.1 车身制造过程中的质量缺陷

5.1.1 汽车覆盖件冲压质量问题、原因分析及整改对策

5.1.2 汽车覆盖件组焊质量问题、原因分析及整改对策

5.2 汽车覆盖件质量对整车质量的影响

5.2.1 汽车覆盖件质量对车身外观上的影响

5.2.2 汽车覆盖件质量对车身密封性方面的影响

5.2.3 汽车覆盖件质量对车身结构强度及零部件装配方面的影响

5.3 某车引擎盖冲压工艺改进

5.4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢