汽车B柱加强板拉延成形性及回弹控制研究

摘要

随着节能环保和碰撞安全性要求越来越高,采用低厚度、高强度的高强钢板成为当前汽车发展主导方向。高强钢板成形时相对低碳钢容易出现破裂、起皱和回弹缺陷,冲压成形难度大。本文围绕高强钢板冲压成形的若干关键技术问题,开展成形性工艺实用化研究。
　　以汽车B柱加强板作为研究对象,利用有限元软件DYNAFORM和AUTOFORM分析并解决其冲压成形中容易出现的缺陷。首先,针对零件结构特点,研究将零件法兰部分设计在拉延造型的凸模部分的方案与另一种设计在压料面部分的方案时成形质量差异,根据模拟分析结果,第一种方案更能获得良好成形质量。其次,在拉延数模压料面的角部和中部分别布置封闭式、半开放式和开放式拉延筋,结果表明,半开放式拉延筋布置方式能更好地控制局部缺陷。然后,分别比较了高强钢B340LA和低碳钢DC04和DC06在冲压成形时的成形性差异,结果表明,高强钢相对于低碳钢而言,更容易出现破裂和起皱缺陷,回弹也大得多。最后,利用正交试验和灰色关联度方法对压边力、凸凹模间隙、摩擦系数和凹模圆角尺寸四个主要工艺参数进行了复合优化,获得了有效控制起皱和开裂的工艺参数组合。
　　在上述工艺优化基础上,进一步比较了工艺参数控制法和回弹补偿法对回弹控制的效果。结果表明,工艺参数控制法对高强钢的回弹控制效果不明显,并且容易引起开裂和起皱缺陷的产生,而回弹补偿法对回弹控制效果更显著。因此,分别利用DYNAFORM的回弹补偿功能和THINKDESIGN的全局变形功能对B柱加强板拉延数模作了合理的补偿,最终将回弹误差控制在合理范围。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 高强钢在汽车覆盖件中的应用

1.3 冲压成形常见的质量问题

1.4回弹补偿研究现状

1.5 研究目的和研究内容

第二章 板料成形有限元软件介绍及理论基础

2.1 DYNAFORM与AUTOFORM软件简介

2.2 显式有限元方法

2.3 硬化模型

2.4 材料模型

2.5 成形极限图

2.6 本章小结

第三章 B柱加强板冲压成形数值模拟分析

3.1 B柱加强板结构特点和工艺方案安排

3.2 拉延造型设计

3.3 毛坯尺寸设计

3.4 拉延筋设计

3.5 不同材料对B柱加强板成形性的影响

3.6 本章小结

第四章 基于灰色关联理论的B柱加强板工艺优化

4.1 灰色关联优化方法介绍

4.2 优化变量和优化目标的选取

4.3 B柱加强板四因素正交试验

4.4 灰色关联度分析

4.5本章小结

第五章 B柱加强板回弹控制

5.1 工艺参数控制法

5.2 回弹补偿法

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文