等厚异质激光拼焊板冲压成形时焊缝移动研究及控制

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ahaqwjtyl
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近几十年来,由于资源和环境的原因,汽车工业在减轻整车重量,节约油耗方面投入了大量精力。而拼焊板(TWB)作为一种能有效减轻汽车重量,提高汽车整体结构强度的新型板料在汽车工业中得到了越来越广泛的重视和应用。拼焊板是成形之前将两块或多块板料通过焊接的方法焊在一起的复合板料。焊接在一起的各块板料可以是不同力学性能或不同的板料厚度或者是不同表面涂层的组合,而焊缝及热影响区的存在是导致拼焊板成形性能下降的重要原因。  本文主要针对等厚(0.7mm)异质激光拼焊板(母材金属分别为特深冲级冷轧低碳钢SEDDQ和特深冲级冷轧镀锌钢板DC54D+ZF)拉深方盒形件的成形过程进行研究。运用有限元模拟结合实验的方法,找出了影响拼焊板冲压成形过程中焊缝移动的主要因素及控制焊缝移动的优化措施。首先通过单向拉伸实验获得了母材及拼焊板的力学性能曲线,并基于等应变法利用Matlab软件拟合出焊缝的力学性能参数。应用板料成形专业软件eta/Dynaform模拟了母材不同强度比以及焊缝不同位置分布的拼焊板拉深方盒形件的成形过程,总结了焊缝移动的基本规律,与拉深实验所反映出的规律基本吻合,从而验证了有限元模拟的正确性。  同时,本文运用了考虑焊缝尺寸及材料性能的建模方法,将焊缝视为第三种材料对其进行较为精确的建模,并与将焊缝视为刚性节点连接的简单建模方法进行比较。结果表明,两种建模方法所反映出的焊缝移动规律是相同的。考虑焊缝材料性能的精确建模不仅兼顾了模拟的计算效率和精度,而且能更真实地反映出焊缝及附近板料的变形情况和对母材的影响。  此外,模拟结果表明:采用局部拉深筋和不均匀分布的压边力等手段,适当增加了弱侧母材及焊缝的成形阻力,能够减小拉深过程中焊缝的移动量,从而提高拼焊板的冲压成形性能。
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