纵梁延伸板成形模拟研究及工程应用

摘要

纵梁延伸板是汽车内覆盖件的一种，其由许多复杂的空间曲面组成，且在实际生产中，常伴有拉裂、起皱及回弹等缺陷的产生，成形难度较高。而通过反复试冲压或试模，然后凭借经验寻求最优工艺方案的传统方法，不仅会使产品质量难以得到保障，也会使产品的开发周期大大延长。随着CAE技术的发展，利用现代化的数值模拟技术提前判断工艺方案与模具结构是否合理成为了可能，使试模工作量大大减少，对于更加高效的确定覆盖件成形工艺，提高产品效益，降低生产成本等具有重要的实际意义。
　　本文以山东小鸭精工机械CS10项目中的汽车下纵梁延伸板为研究对象，探究如何应用数值模拟技术完成其成形工艺与模具结构的设计以及最优工艺方案的确定。首先采用拉伸试验测定材料性能参数，并利用Auto form软件的MaterialGenerator模块建立材料模型，以供数值模拟时使用，从而确保模拟结果的准确性。同时，对产品进行工艺分析，依据分析结果制定其初始工艺方案。其次利用Auto form软件完成型面、工艺补充面及压料面等模面的设计，确定拉深方向、修边方向、压边力等其他工艺参数。然后，运用数值模拟技术对所制定的产品初始工艺方案进行仿真分析，根据模拟结果，改进初始工艺方案。再次运用正交表为压边力、摩擦条件、拉深阻力因子和凹模圆角等四个对成形结果有较大影响的因素安排正交试验，采用直观分析法对试验结果进行分析并利用方差分析法对分析结果进行验证，从而确定最优参数组合。最后根据优化后的工艺方案制定综合冲压工艺图（DL图），利用UG完成模具三维结构设计并跟踪模具加工制造全过程;运用网格应变测量试验对试模样件进行分析，指导模具调试。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 汽车覆盖件简介

1．3 覆盖件模具的发展及现状

1．3．1 国外覆盖件模具发展现状

1．3．2 国内覆盖件模具发展现状

1．4 本文研究内容及方法

1．4．1 本文主要内容

1．4．2 课题研究方法

第二章 冲压数值模拟技术及模面设计原则

2．1 本构关系及屈服准则

2．1．1 大变形弹塑性本构方程

2．1．2 常用屈服准则

2．2 大变形弹塑性有限元法

2．2．1 静力隐式有限元法

2．2．2 动力显式有限元法

2．3 单元模型

2．4 接触的搜索与计算及摩擦处理

2．4．1 接触的搜索与计算

2．4．2 摩擦处理

2．5 模面设计

2．5．1 压料面的设计

2．5．2 工艺补充面的设计

2．6 Autoform软件简介及应用

2．7 本章小结

第三章 成形工艺分析

3．1 拉伸试验

3．1．1 拉伸试样的确定

3．1．2 拉伸试验步骤

3．1．3 试验数据的提取

3．2 覆盖件工艺性分析

3．2．1 汽车下纵梁延伸板结构工艺性分析

3．2．2 覆中盖件尺寸精度要求

3．3 初始工艺方案的确定

3．4 初始工艺方案的数值模拟

3．4．1 拉深方向的制定

3．4．2 压料面及工艺补充面的设计

3．4．3 毛坯形状与尺寸的确定

3．4．4 拉深筋的设置

3．4．5 其他工艺参数的设定

3．4．6 拉深工序模拟结果分析

3．5 本章小结

第四章 新工艺方案的制定与优化

4．1 新的工艺方案的制定

4．2 新工艺方案的模拟分析

4．3 参数优化——正交试验

4．3．1 正交试验概述

4．3．2 试验设计概述

4．3．3 正交试验结果分析

4．4 本章小结

第五章 DL图与模具结构设计要点

5．1 下纵梁延伸板DL图的设计

5．1．1 DL图的概念及作用

5．1．2 DL图的设计要点

5．2 模具结构设计

5．2．1 拉深模具设计要点

5．2．2 修边冲子L模具设计要点

5．3 模具制造加工

5．4 网格应变测量试验

5．4．1 网格应变测量试验简介

5．4．2 试验步骤

5．4．3 试验结果与分析

5．5 模具检验

5．6本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢