汽车车身部件可制造性快速设计与板成形kmas软件系统

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1、汽车车身部件可制造性快速设计与板成形KMAS软件系统胡平吉林大学车身与模具工程研究所汽车动态模拟国家重点实验室长春高新金网格汽车工程有限公司国家杰出青年科学基金项目国家自然科学基金重点项目国家汽车电子高技术产业重大项目联合资助1内容提要目的和意义仿真技术在产品数字化设计制造中的作用板材成形仿真CAE商品化软件系统KMASKMAS与轻量化车身结构精益仿真设计技术2轿车——“行走的文化”；国家综合实力象征；汽车设计制造技术是现代设计制造技术在产品上的集中体现；市场和用户需求——未来二、三十年中国将成为全球汽车消费大国和零部件制造业大国；核心竞争力问题。目的和

2、意义3汽车工业的发展趋势质量越来越高（用户要求）周期越来越短（市场要求）产品更新越来越快，寻求产品个性化4制造的灵魂是设计——设计的灵魂是创新。现代设计理论及方法的研究是制造技术中最紧迫的课题，却又是工作最薄弱的环节。与我国一个多世纪以来主要依靠引进技术制造有密切关系，与一个13亿人口和正在现代化的大国不相称。中国不能满足于做“世界制造车间”，中国应当成为“世界创新和研发的中心”。引进DFM和KBE的数字化设计与制造——现代汽车设计与制造技术发展必然趋势制造车间与创新中心5坚持走“开放、自主”之路战略意义：打破垄断、振兴民族汽车工业战术意义：“KnowH

3、ow”技术难以引进核心竞争力问题6汽车车身部件的设计与制造——成形问题CAD＋KBE＋DFM（CAE）＋CAM仿真技术在产品数字化设计制造中的作用78KMAS技术CAD＋KBEDFMCAE+DieEng.板材成形仿真CAE商品化软件系统KMAS9KMAS软件的成熟度与特色1.对任意复杂冲压件，起皱、破裂与刚性强弱预示的准确性接近90％；2.高的回弹模拟精度及回弹面补偿的准确性；3.快速可靠的坯料形状预示——实现拉延模与落料模的并行设计与加工4.CAE前处理数据准备更加简捷，具有更加友好、工程化程度很高的操作方式（与PAM-STAMP和DYNAFORM比较

4、）1011与FastForm软件的对比1213141516KMAS的商业服务方式长春高新金网格汽车工程有限公司主要的商业运作模具设计——KMAS技术保证产品设计的工艺合理性2.工业咨询为企业提供各种复杂车身部件的可制造性仿真、工艺分析和方案优化（起皱、破裂、鼓动、回弹）预示与模具设计）具体分三个方面：对新产品数模，KMAS提供优化后的最佳模具设计方案；对新产品的模具设计方案，KMAS提供设计方案合理校核；对难以调试成功的模具，KMAS提供值得信赖的解决方案。173.软件国内外市场销售以比国外同类软件优惠得多（价格、服务、培训、版本升级）的价格为企业提供商

5、业版软件。具体分三种销售方式：只购买KMAS/TOP和KMAS/View，利用网络服务购买KMAS全部模块连同UG/NX软件模块化集成销售KMAS的商业服务方式(续）18汽车车身结构的精益仿真设计——LeanDesignICAD＋KMAS/One_step+CAEKMAS与轻量化车身结构精益仿真设计技术19轻量化材料结构战略性措施节约能源降低大气污染两大疑难问题!!可制造性（成形性、回弹精度控制）安全性90％为冲压件国际汽车工业发展趋势之一20众所周知：车身零部件通常采用冷冲压工艺加工制造，虽然冷冲压工艺具有生产效率高、产品互换性好及批量生产成本低等诸多

6、优点。但这种加工过程会导致产品的机械性能发生改变，最终影响车身结构的性能。例如：拉延过程会使零件的厚度变薄，这将导致车身的刚度下降；板料的变形会引起材料的强化，这将使材料的强度提高；此外由于板料的不均匀变形还会引起残余应力，而很薄的钢板经过高温的喷漆工艺，又会使材料产生“软化”。所有这些真实情况，都是在做车身结构CAE仿真分析之前已经存在于车体内的。全面地、高效率地实施引入材料力学性能变化的车身结构CAE分析，称之为车身结构的精益仿真设计。对于未来汽车车身的轻量化设计，这种精益设计思想和实施方法就更加显现出它的重要性。车身结构精益强度、刚度、疲劳分析精益

7、仿真设计的背景2122事例：汽车前边梁的精益吸能分析2324N0物理量的mapping算法25（a）未考虑冲压成形的影响（b）同时考虑厚度和等效应变的影响图6－12常规碰撞仿真与精益碰撞仿真结果比较ΔuΔu2627实验测定，比传统的碰撞分析方法提高精度30％28结束语汽车数字化设计与制造技术是十分复杂的系统工程振兴民族汽车工业，需要几代人的艰辛努力提高核心竞争力，要从点滴做起，扎实积累，“汇流成河”29谢谢各位30