基于薄板件压力连接的模具智能选型.pdfVIP

华南理工大学学报(自然科学版) 第42卷第12期 JournalofSouthChina of V01．42No．12 UniversityTechnology 2014年12月 Science December2014 (Natural Edition) 基于薄板件压力连接的模具智能选型冰 石柏军 李真炎 吴斯炽 (华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640) 摘要：探究表征机械变形压力连接点质量的主要参数，并将模具的几何形状进行参数 化处理．采用有限元仿真分析和实验相结合的方法，分析对影响压力连接点力学性能的模 具关键参数进行多目标优化的可行性，在此基础上提出针对特定材料只需输入板件厚度 便可得到模具几何参数的模具智能选型公式．压力连接点横截面的实验结果与仿真结果 吻合较好，通过模具智能选型公式所选出的相关模具得到了质量较高的压力连接点． 关键词：压力连接；参数化；有限元仿真；智能选型 中图分类号：TG386．3 随着汽车工业的发展，许多优质钢板及轻质材 1 压力连接 料如高强度钢板、铝合金、碳纤维材料等越来越广 泛地应用在汽车上．传统的焊接或铆接等连接方法 1．1 压力连接技术简介 在对这些新型材料进行连接时效果经常不理想且 压力连接是一种冷变形成形，通过材料在凸模 耗能大．基于机械变形的压力连接技术由于具有能 和凹模之间的挤压，使材料产生塑性变形来完 耗低、不破坏表面镀层、工艺简单快捷、连接点抗拉 成b]．整个连接过程如图l所示，具体包括以下4个 和抗剪强度相对较高等优点而在汽车车身薄板件 步骤． 连接上得到了越来越广泛的应用¨。o． 对于特定的材料，压力连接点的力学性能与模 具的几何形状有着密切的关系∞41．然而，目前对压 力连接模具的选型只是针对几个参数，还不够全 面，特别是对凹模沟槽的几何形状参数化的研究还 比较少．当材料和板件厚度确定时，要想得到较好 陕速 定位 一 采 二次加压 凸模回位 的压力连接点往往需要对模具进行多次选型配对 压力连接过程 和试验才能确定，这需要花费大量的人力物力且没 蜘图J of 啦 Progressclinching 有一套完整理论来支撑．笔者通过有限元仿真分 析，利用中心复合试验(CCD)和遗传算法对影响压 (1)快速定位：将板件放在凹模上面，凸模和压 力连接点力学性能的模具关键参数进行多目标优 边圈下行直到凸模和上板件发生接触为止． (2)一次加压：从凸模与上板件发生接触，到下 化，并研究出针对模具关键几何参数的模具智能选 板件与凹模型腔接触为止．上板件受到凸模冲压发 型公式，最后通过实验验证了模具智能选型公式的 生朔性变形，下板件也产生一定程度的变形． 合理性． 收稿日期：2014—06—20 {基金项目：广东省部产学研结合项目(2009809030