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摘要
论文题目:某车型汽车顶盖冲压成形及抗外压能力的研究
专业:材料加工工程
指导教师:付文智教授
随着全球科技快速发展,汽车工业已经成为许多国家认定的国民经济产业支柱,
随之也刺激了各个车辆企业之间的竞争。如何提高新款车型的零件质量,尽可能的缩
短研究与生产周期,成为在众多同类竞争者中取得优势的关键。大量研究表明,有限元
技术的发展与应用为汽车制造行业提供了更加便捷的途径。在汽车覆盖件的生产过程
中应用有限元数值模拟技术,能大大减少生产产品过程中修改模具次数,生产周期得
到缩短,人力物力成本降低。此外,有限元技术可以预测汽车覆盖件的缺陷,节省研发
人员的时间精力,并为其提供优化的依据,使零件品质提高。覆盖件多由复杂自由曲面
组成,其成形过程是一个复杂的变形过程,受到各种工艺因素的影响,在冲压生产中,
常常出现一些表面缺陷,如凹陷、破裂等。一旦出现缺陷,就要耗费大量时间返修。传
统试模方法效率较低,在生产前对覆盖件进行成形过程仿真计算分析,预测可能发生
缺陷并得到最佳工艺参数,对于生产成本的节省尤为重要。
本文首先对数值模拟技术应用于汽车覆盖件的研究进展进行了介绍,阐述了覆盖
件成形与其抗外压能力的相关原理与数值计算的有限元理论,简单介绍了应用的有限
元分析软件。并以某车型汽车顶盖件为例,利用三维造型软件建立了冲压模具的三维
模型,并建立了汽车顶盖件冲压成形的仿真模型,讨论了成形过程所涉及的几何模型、
材料模型、接触与摩擦类型、边界条件、单元类型与网格划分等条件。并采用了考虑冲
压回程部分的分析方法来模拟回弹过程,为覆盖件成形分析做前期准备。
其次,对汽车顶盖件的成形参数进行了研究,以选取网格大小与划分方式、压边
力、摩擦系数作为试验因素,以零件最大变薄率与应力应变作为考察对象,对覆盖件的
成形质量进行分析。结果表明:合适的网格大小与划分方式能够在获得准确结果的基
础上节省时间成本,顶盖件的最佳网格划分方式为整体划分3mm网格;压边力采用
0.8MPa时,成形结果最为理想;摩擦系数采用0.1时能够获得较好质量的零件。
最后,在得到覆盖件冲压成形最佳参数基础之上,研究了覆盖件的抗外压能力。简
要介绍了影响覆盖件抗外压能力的影响因素。在原有冲压模型的基础上,增加预拉伸
仿真模型,将原有板材进行不同程度预拉伸。并构建顶盖件抗外压能力测试模型,使用
相同的压力对采用不同预拉伸程度成形的顶盖件进行测试。对符合质量要求的顶盖件
进行抗外压能力测试仿真分析,得到不同预拉伸量的成形顶盖件受压下陷量。以顶盖
件的受压下陷位移作为零件抗外压能力依据,以此研究板料预拉伸量对零件抗外压能
力的影响规律,研究表明:在0%-2.5%的拉伸范围内,顶盖件的抗外压能力随拉伸量的
增加呈先升高,后下降的趋势。确定了所研究顶盖件的最佳预拉伸量:在板材长度方向
上拉伸2%时,顶盖件抗外压能力提升最佳。
关键词:
汽车顶盖件,冲压成形,数值模拟,抗外压能力,工艺优化
Abstract
Title:ResearchonStampingandResistancetoExternalPressureof
AutomotiveRoofCover
Specialty:MaterialsProcessingEngineering
Supervisor:ProfessorFuWenzhi
Withtherapiddevelopmentofglobalscienceandtechnology,theautomobileindustryhas
becomethepillarofnationaleconomyrecognizedbymanycountries,whichalsostimulates
thecompetitionamongvariousvehicleenterprises.Howtoimprovethequalityofthepartsof
thenewmodel,asfaraspossibletoshortentheresearchandproductionc
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