汽车覆盖件冲压成形仿真研究及工程应用

摘要

板料冲压是金属材料成形的一种重要方法。汽车覆盖件一般用板料冲压加工方法制造。在汽车覆盖件冲压过程中变形规律非常复杂，致使影响汽车覆盖件冲压变形的因素很多，汽车覆盖件冲压模具的设计与制造一直是整车开发的“瓶颈”环节。利用弹塑性有限元法和计算机仿真技术对汽车覆盖件冲压成形过程进行数值模拟，可以预测破裂、起皱和回弹等成形缺陷，给冲压模具工程师提供冲压工艺分析和模具设计的科学依据，从而可以提高模具设计质量和缩短模具设计周期。 拉延是汽车覆盖件冲压成形的关键工艺。本文采用有限元数值仿真方法对汽车覆盖件冲压成形过程(拉延)进行研究，研究了主要工艺参数(包括压边力、拉延筋位置、润滑摩擦条件、坯料形状、工艺孔形状和位置及凹模圆角等)对冲压成形过程的影响，典型仿真范例验证了研究结果的可靠性；应用于汽车覆盖件冲压工艺制定和模具设计与制造的预测分析，总结出了汽车覆盖件冲压成形(拉延)仿真分析流程。 回弹预测与控制是汽车覆盖件冲压仿真的研究热点与难点之一。本文提出了汽车覆盖件冲压模具回弹自动补偿的方法，实现了对典型汽车覆盖件冲压模具回弹自动补偿，总结出了汽车覆盖件冲压模具自动回弹补偿的流程。 本文提出的基于CAE的冲压仿真分析方法，有效地解决了企业生产中的技术难题，对促进汽车覆盖件冲压模具技术的进步、降低模具的开发成本有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题来源

1.2课题研究的目的

1.3研究背景和意义

1.3.1研究背景

1.3.2研究意义

1.4国内外研究现状

1.4.1国外研究概况

1.4.2国内研究概况

1.5本文主要研究内容及论文框架

第二章 车身覆盖件冲压变形分析

2.1引言

2.2车身覆盖件的结构特点

2.3车身覆盖件的质量要求

2.4车身覆盖件的成形特点

2.5车身覆盖件冲压成形的冲压方式

2.5.1传统冲压法

2.5.2倒置冲压法

2.6车身覆盖件变形趋向性控制

2.6.1车身覆盖件冲压成形受力与变形性质分析

2.6.2车身覆盖件变形趋向性控制措施

2.7本章小结

第三章 覆盖件冲压成形的有限元仿真基础理论

3.1引言

3.2弹塑性有限元理论

3.3材料的本构关系

3.3.1各向异性材料的屈服准则

3.3.2流动法则

3.4接触摩擦问题

3.5板料成形单元模型

3.6有限元控制方程的求解

3.7成形极限图

3.8本章小结

第四章 车身覆盖件冲压成形仿真分析

4.1引言

4.2覆盖件拉延成形数值模拟的一般步骤

4.3典型车身覆盖件拉延成形数值仿真与实验验证

4.4车身覆盖件拉延成形的影响因素分析

4.5有限元逆算法辅助确定坯料形状

4.6覆盖件成形分析对拉延工艺制定的支持

4.7汽车覆盖件冲压成形仿真分析流程

4.8本章小结

第五章车身覆盖件冲压模具回弹自动补偿初步研究

5.1引言

5.2模具回弹几何补偿

5.2.1回弹角的解析表达式

5.2.2基于几何的模具型面修正算法

5.2.3修模迭代公式及其收敛性

5.2.4汽车覆盖件模具的回弹自动补偿方法

5.3汽车覆盖件冲压模具回弹自动补偿过程分析

5.4本章小结

第六章结论与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文

作者在攻读硕士学位期间所参加的项目

致谢