汽车引擎盖内板冲压工艺设计及数值分析

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1、*汽车引擎盖内板冲压工艺设计及数值分析刘靖，廖敏，杨飞(西华大学机械工程与自动化学院，成都610039)摘要:针对复杂的汽车引擎盖内板在冲压成形中容易产生破裂缺陷的问题，利用AutoForm有限元软件对引擎盖内板进行工艺设计以及数值分析。将正交试验设计方法与冲压数值分析相结合，探讨冲压方向、压边力、拉深筋圆角半径、拉深筋深度和摩擦因数对汽车引擎盖内板冲压成形质量的影响，并利用直观分析法，确定最优工艺参数组合，最终达到理想效果。关键词:引擎盖内板;工艺设计;数值分析;正交试验;直观分析法中图分类号:TG386．41文献标志码:A文章编号:1671

2、—3133(2013)03—0078—05ThestampingprocessdesignandnumericalsimulationofautomobilehoodinnerLiuJing，LiaoMin，YangFei(CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，XihuaUniversity，Chengdu610039，China)Abstract:Byutilizingthefiniteelementsoftwaretoprocessdesignandnumericalsimulationof

3、theautomobilehoodinnertosolvetheproblemofthecomplexautomobilehoodinneriseasytoproducetheruptureofdefectsduringstamping．Combiningwiththeorthogonalexperimentsdesignmethodandstampingnumericalsimulation，todiscussthestampingdirection，thedepthofdraw-bead，thefilletradiusofdrawbead，

4、frictioncoefficientblankholderforcewithintheinfluenceofthequalityofstampingforming．Byusingvisualanalysismethodtodeterminetheoptimumprocessparametercombinationandfinallyreachtheidealeffect．Keywords:hoodinner;processdesign;numericalsimulation;orthogonalexperiments;visualanalys

5、ismethodForm有限元软件，对汽车引擎盖内板进行冲压工艺设计与拉深成形数值分析，通过大量试验，找出各工艺参数对其拉深成形的影响，选出理想方案，为制造引擎盖内板提供数据参考。0引言汽车覆盖件作为一种形状复杂、尺寸较大的三维曲面［1］，在其成形过程中，与冲压方向、工艺补充面、拉深筋设计、压边力及摩擦因数等一系列因素都有重要的关系［2］。而汽车覆盖件成形是一个非线性物理过程，其成形涉及到连续介质力学中材料非线性、几何非线性和边界条件非线性等问题的计算，是非常复杂的过程［3］，传统的设计手段无法解决上述复杂的非线性问题。但随着有限元数学理论的进

6、步，钣金成形有限元软件也得到了很大的发展，利用此类软件可以方便地对汽车覆盖件进行设计，大幅缩短研发周期和成本，增强企业在市场的竞争力［4］。汽车引擎盖内板的特点是:材料薄、形状复杂、左右对称、形状尺寸精度要求高和刚度好等。结合Auto-1静力隐式算法在进行有限元分析时，通常是先将非线性的模型离散化，再通过设定一些条件属性，最终归结为一个离散结构模型的基本运动方程。公式表达如式［5］(1):¨·Mx+Cx+Kx=Q(1)·¨式中:x、x、x分别为加速度、速度、位移;M、C、K、Q分别为质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵、荷载矢量。AutoForm有限元

7、软件采用静力隐式算法，此算法在Δt时间内位移、速度、加速度关系如式(2):*四川省教育厅重点项目(10ZA101);四川省重点实验室开放研究基金项目(SZJJ2009-025)78刘靖，等:汽车引擎盖内板冲压工艺设计及数值分析2013年第3期{·1表明根据最小的拉深深度为原则确定的冲压方向满·¨¨2xt+Δt=xt+xΔt+［(－α)xt+αxt+Δt］Δt2(2)足要求。·xt+［(1－δ)x¨t+δx¨t+Δt］Δtxt+Δt=将式(2)代入式(1)可得:1δ(Kt+Δt+2M+C)xt+Δt=Qt+Δt+αΔtαΔtM［1x+x+(－1)

8、x¨］+11·tttαΔt2αΔt2αC［δx+(－1)xδ·δ－1)x¨］+Δt(ttαΔtα2α图1引擎盖内板冲压方向及负角检测式中:α、δ为Ne