论文部分内容阅读
随着汽车制造业的迅猛发展,其对车身轻量化和燃料消耗最小化以及碰撞安全性能最大化的要求越来越突出。高强钢在提高强度和保障安全性方面有很大的优势,因此在汽车制造当中越来越受到极大重视。但由于其高屈服强度、高抗拉强度的材料性能使得金属钢材在冲压成形阶段极容易出现起皱、拉裂、拉延不充分以及回弹超差等缺陷,这些问题增加了零件质量控制及模具设计的难度,因此改善高强钢成形缺陷成为其研究领域的热点。目前,改善其成形缺陷的最有效措施是在实际生产前应用CAE软件对板料冲压成形过程进行数值仿真模拟,依据模拟结果预测其成形缺陷及模具设计缺陷,然后通过优化成形工艺参数及模具运动参数的办法控制缺陷的产生。应用有限元数值模拟技术的优势在于:大大缩短了模具的研发周期,提高了冲压件的成形质量,为企业创造了丰厚的商业效益。本文围绕高强钢实际生产的冲压件进行研究,主要研究内容分为三方面:首先,基于L型件对高强钢DC03成形性能进行研究。数值模拟分析结果表明L型件直壁部分的回弹最为严重,因此针对于L型件直壁区域,分别就不同材料、压边力和拉延筋搭配、摩擦介质、模具间隙以及凸凹模圆角等因素对回弹的影响规律进行深入研究。模拟结果表明,材料的屈服强度和抗拉强度越高,冲压件产生的回弹高度值越大;随着压边力和摩擦系数的增大,回弹高度值减小;随着模具间隙和凸凹模圆角半径的增大,回弹高度值增大。通常情况下,通过优化压边力和拉延筋搭配,可以最大限度地改善回弹超差状况。其次,应用Autoform有限元数值模拟软件对材料为DC03的汽车前地板后加强板结构件的成形过程进行仿真模拟。根据数值模拟结果,对起皱、拉裂缺陷的产生原因进行研究分析,通过工艺参数的优化以及合理布置等效变强度虚拟拉延筋,改善冲压过程中的成形缺陷,从而制定出最终的工艺优化方案。最后,应用Autoform有限元模拟软件对前地板后加强板汽车结构件冲压成形后的回弹情况进行模拟。针对出现的回弹超差区域进行认真研究,提出解决回弹超差问题的最佳方案为模具补偿法,并在Autoform软件中对原产品数模进行补偿,通过模拟验证该方案的可行性。在实际生产之前应用数值模拟技术对冲压件成形过程进行仿真分析,能够切实可行地预测到冲压成形过程中可能出现的缺陷并可以对高强钢成形回弹超差问题做出准确的判断,为实际生产中冲压工艺参数的优化以及模具设计方案的改良提供理论依据,使高强钢前地板后加强板汽车结构件的各项性能指标均符合生产要求。