基于PAMSTAMP的汽车B柱成形有限元分析

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1、第五届中国CAE工程分析技术年会论文集基于PAM-STAMP的汽车B柱成形有限元分析张军，杨兴亮，刘永刚，胡学文(马鞍山钢铁股份有限公司技术中心，安徽马鞍山243000)摘要：汽车覆盖件外形结构比较复杂，成形过程中由于模具设计，材质选择和成形工艺等的不合理，常常造成冲压件受力变形不均匀而出现起皱、破裂等缺陷，这也是汽车设计制造中的一大重点和难点．本文以某汽车B柱为例，借助于专业的板料成形有限元数值模拟软件PAM—STAMP2G对其拉深成形过程进行了数值模拟分析，获得了最佳的成形工艺参数、合适的板料和成形的危险区域，为实际

2、的汽车覆盖件成形工艺设计和合理的材质选择等提供重要的参考和指导作用．关键词：B柱，成形，有限元，Pam_stamp2GFEAanalysisofstampingprocessforautomobileB--pillarbasedonthesoftwareofPAM-STAMPZhangJun，YangXing—liang，LiuYong—gang，HuXue—wen(TechnologyCenterofMaanshanIron＆SteelCo．Ltd，AnhuiMaanshan243000)Abstract：Becaus

3、eandstructure，andmoulddesign、materialselectionandcraftscorrectly，ofcomplicatedfigurationtheautomobilecoVETSoftenproducedformingdefect，suchascracks．wrinklingandsoonowingtoinhomogeneousdeformationthealsobecomesoneoftheanddifficulties．Throughduringstampingprocess．It

4、biggestemphasestheofautomobileB-pillarinPAM—STAMP2G，Weobtainedthecraftsanalyzingstampingprocessoptimalparameters、theappropriatematerialandthedangerousforminga“萄B．Itcanprovideanimportantreferenceandinstructioninactualcraftsdesignandmaterialselectioncorrectlyforaut

5、omobilecoVcl"$．Keywords：B—pillar,Stamping，FEA，Pam·stamp2G1引言汽车覆盖件外形结构比较复杂，其成形过程是一个涉及几何非线性、接触非线性和材料非线性的塑性变形过程，影响其成形性的因素很多并且很难确定【lJ。汽车板的根本要求就是汽车板具有良好的成形性能，即在冲压成形过程中，具有抵抗出现颈缩、破裂、起皱、波纹、回弹等表面缺陷的能力，也即是板料对各种成形加工的适应能力。汽车覆盖件成形质量的好坏不仅影响到汽车整车装配、汽车外观，更影响到汽车的制造成本以及新产品的开发周期【2J

6、。随着国内汽车自主研发手段和水平的进步以及轻量化的要求，汽车公司和其汽车板供应商在零件选材和优化成形工艺方案方面展开了积极的合作，开发了高强度、高成形性能的汽车板材料。以某汽车B柱零件为例，利用专业的板料成形有限元数值模拟软件PAM．STAMP2G2008对17第五届中国cAEI程分析技术年台论文集其拉深成形过程进行了数值模拟分析，获得了最佳的成形工艺参数、台适的板料和成形的危险区域，为汽车覆盖件成形工艺设计和台理的材质选择等提供重要的参考和指导作用。2汽车B柱成形特点分析汽车B柱位于汽车前门和衙门之间，是重要的承力部件

7、。它承受着两方面的力，一个是支撑车顶盖的力，另一个是承受着后门的压力。为了提高8柱的承载能力和安全性，B柱必须具有较高的强度和刚度。此外，为了保持很好的外观．B柱的整体形状必须呈曲面状态，从而与车身外形保持一致。汽车B柱的成形工艺特点：(1)拉深成形深度大，零件截面变化比较复杂：(2)成形什底部的高度存在很大的起伏；在零件成形的后阶段会出现较大的复台成形(拉深+胀形)；(3)零件的圆角{‘径较小，坯料厚度约为16唧。基于以h成形特点，B柱的模具设计、丁艺设计和选材很难。B柱的材科性能要求及成形丁艺特点使得零什在成形是质量

8、控制非常困难。因此，B柱的设计成为汽车车身设计与制造的一个重点和难点。3汽车B柱成形有限元分析采月jPAM．STAMP2G2008软什建立的汽车B柱拙深成形三维有限元模型如幽1所示．反算F料得到的初始板料形状如图2所示。凹榄，【“模m边㈦扳；}_r幽lB柱拉镕成形有限元模型图2韧始板料形状模拟材料选用马钢厚度为I65