汽车前托架成形过程研究

摘要

人们利用板料成形数值模拟技术用于模拟板料冲压成形过程，不但可以预测成形缺陷，还可以借助模拟来优化工艺参数、分析成形过程、评估模具设计方案。从而缩短了模具开发周期，提高了板料零件成形质量，降低了生产成本。
　　在板料成形数值模拟领域内，前人已进行了许多研究工作，但少有涉及对具体某一复杂成形件的成形优化过程的分析讨论。而在实际工程中，对于一部分成形难度大的零件，通过对简单的工艺参数进行调试再试模往往不能得到合格零件。
　　某汽车前托架零件三维空间型面复杂，具有一定成形难度。针对此零件的冲压成形，本文制定了前托架零件的成形工艺，分析了其拉延成形数值模拟的具体前处理设置，其中重点分析了工具体与板料的网格划分。在试算后，分析了成形结果与网格划分的合理性。试算结果显示板料同时存在破裂与起皱缺陷，然后分别对压边力、摩擦系数、冲压速度做了三组基于单因素变化的试算，探究了它们对成形结果的影响。结果显示压边力与摩擦系数的不同都对成形结果有较大影响。随着压边力与摩擦系数的增加，破裂单元数目递增，起皱单元数目递减，而成形速度几乎不影响成形结果。发现板料在各种工艺参数条件下都同时存在破裂与起皱缺陷后，结合板料破裂危险区的形变分析，对模面进行了合理修改。并在此基础上，进一步优化压边力工艺参数。采用优化后的工艺参数和模面形状进行实际试冲调试并得到了合格的成形零件。同时，实际板料轮廓收料情况与有限元计算得到的结果相符，验证了优化后的工艺参数和模面形状的合理性。

目录

声明

1 绪论

1.1 引言

1.2 板料成形有限元分析的发展与研究现状

1.3 课题意义与研究内容

1.4 本章小结

2 板料成形工艺及有限元理论简介

2.1 基本成形工艺过程

2.2 塑性成形中的强化曲线

2.3 板成形有限元理论

2.4 本章小结

3 板料成形过程的一些关键问题

3.1 成形性能

3.2 成形极限理论

3.3 成形缺陷及对策

3.4本章小结

4 前托架拉延成形数值模拟

4.1 前托架零件成形工艺设计

4.2 板成形CAE分析流程

4.3 材料模型

4.4 网格划分

4.5 接触偏置处理

4.6 前处理具体流程及其中关键设置

4.7 本章小结

5 前托架多阶段成形优化过程

5.1 产品的可制造性分析

5.2 网格划分的合理性分析

5.3 压边力对成形过程影响分析

5.4 摩擦系数对成形过程影响分析

5.5 冲压速度对成形过程影响分析

5.6 板料破裂危险区的形变分析及调试对策

5.7 压边力优化

5.8 实际试冲结果分析

5.9 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果

致谢