汽车覆盖件拉深过程中变压边力的研究

摘要

随着汽车行业的快速发展，汽车覆盖件拉深工艺越来越受到人们的关注。压边力是拉深工艺的重要参数之一，压边力技术已经成为覆盖件研究的关键技术。 首先，根据有限元理论，运用有限元分析软件建立了覆盖件264的数值模型，以一步求解法估算多工艺参数，应用快速模拟对其进行验证，确定压边力以外的其它工艺参数，依据建立的数值模型和确定的工艺参数对恒定压边力进行模拟，通过物理实验验证所建立模型的模拟结果。 然后，基于已验证的数值模型，用单参数轮换法和正交优化法相结合，在单参数优化基础上确定理想的正交优化参数，进行波动压边力(三角波压边力和矩形波压边力)参数模拟，优化波峰和波谷的值。两种方法结合使用可以实现效率和精度兼顾。根据模拟结果，比较恒定压边力、不同波动压边力对成形质量的影响，应用塑性成形理论对波动压边力形成的应力、应变分布原因进行分析。 最后，本文以相同的研究方法建立了覆盖件263的数值模型，验证264零件模拟成形时，不同波动压边力的影响规律。 通过263件、264件压边力研究得出：三角波压边力比矩形波压边力的压边效果好；波动压边力压边效果与波峰、波谷、及频率等有关；波动压边力对成形质量的影响规律适用于同类覆盖件；合理的波动压边力能够提高成形极限。

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致谢

第一章绪论

1.1引言

1.2板料拉深压边力研究的现状与发展

1.2.1国外压边力的预测现状

1.2.2国外的压边力控制现状

1.2.3国内压边力研究的发展概况

1.3课题来源、目的及研究内容

1.3.1课题来源

1.3.2课题目的

1.4论文章节安排

第二章板料成形数值模拟基本理论及算法

2.1弹塑性本构关系

2.2屈服准则

2.2.1 Barlat屈服准则

2.2.2 Hill（1948）屈服准则

2.3硬化准则

2.4动力显式算法

2.5本章小结

第三章覆盖件成形关键参数的设置

3.1单元的选择

3.1.1基本理论

3.1.2板壳单元类型

3.1.3网格划分

3.2接触的处理

3.2.1接触搜寻方法

3.2.2接触力计算

3.2.3接触类型选择

3.3.有限元模型关键参数

3.3.1板料基本参数

3.3.2模具基本参数

3.3.3数值模型基本设置

3.4数值模型建立举例

3.4.1 264零件工艺分析

3.4.2一步求解法

3.5验证一步求解法模拟结果

3.6 264件数值模型建立

3.7本章小结

第四章基于压边力控制的塑性成形理论

4.1压边力控制技术

4.2理想的波动压边力作用形式

4.3波动压边力对应力状态的影响

4.4波动压边力对应变强化的影响

4.5波动频率对塑性变形传播速度的影响

4.6本章小结

第五章汽车覆盖件264零件的压边力研究

5.1 264覆盖件恒定压边力数值模拟

5.2 264覆盖件波动压边力研究

5.2.1 264覆盖件三角波压边力单参数优化

5.2.2 264件三角波压边力正交优化

5.3 264覆盖件矩形波压边力优化

5.3.1 264覆盖件矩形波压边力单参数优化

5.3.2 264覆盖件矩形波压边力正交优化

5.4三角波、矩形波、恒定压边力结果分析

5.4.1三角波、矩形波、恒定压边力成形极限图比较

5.4.2三种压边方式的最大厚度、最小减薄率、平均应力比较

5.5波动压边力对成形质量的影响

5.5.1波动压边力对覆盖件应力状态的影响

5.5.2波动压边力加载频率对成形质量的影响

5.6本章小结

第六章汽车覆盖件263零件的压边力研究

6.1 263件恒定压边力数值模拟

6.2 263件三角波压边力优化

6.2.1 263件三角波压边力单参数优化

6.2.2 263件三角波压边力正交优化

6.3 263件矩形波压边力参数优化

6.3.1 263件矩形波压边力的单参数优化

6.3.2 263件矩形波压边力正交优化

6.4 263件三角波、矩形波、恒定压边力结果比较

6.5本章小结

第七章结论与展望

参考文献

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