汽车覆盖件成形数值仿真及拉延筋优化概述

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1、汽车覆盖件成形数值仿真及拉延筋优化概述第1章文献综述1.1板料成形数值模拟技术的发展及现状金属板料成形数值模拟技术的发展伴随着计算机技术和有限元技术的发展，它克服了诸多传统方法的缺点，是汽车覆盖件冲压成形和模具设计研究的重点领域。数值模拟技术为:

2、:艺设计、参数优化、模具设计提供了新的科学途径，己经成为解决汽牟覆盖件复杂成形过程设计和模具设计最有效的手段。上世纪60年代就有关于金属板料成形数值模拟的研究,但是基于当时的计算机硬件条件，只能在简化条件下研究二维模型和轴对称模型，对于复杂模型，计算结果偏离现实，力非线

3、性有限元方程的建立、材料屈服准则和单元类型的选择、冇限元网格划分及边界条件的处理，并对耍进行研究的拉延筋进行了模型介绍。对金属板料成形过程中出现的主耍缺陷及其防止措施进行了简单介绍，最后简单介绍了DYNAFORM中成形缺陷的分析方法。第四章汽车引擎盖冲压成形数值仿真。简单介绍了汽车覆盖件的特点和要求，讨论了板料数值模拟的一般步骤。以某汽牟引擎盖为研究对象，建立其拉延仿真有限元模型，分别进行了无拉延筋和加载部分拉延筋的模拟试验，得出拉延筋有改善成形质量的效果，但是其参数仍需进一步优化。第3章金属板料冲压成形基础理论

4、.......153.1板料冲压成形CAE分析的有限元理论.......13.2板料冲压成形CAE分析的关键技术.......223.3板料冲压成形缺陷分析.......273.4本章小结.......30第4章引擎盖冲压成形数值仿真.......314.1汽车覆盖件的特点与要求.......314.2汽车覆盖件冲压成形数值模拟......324.3仿真前处理......334.4仿真结果分析......414.5本章小结......44第5章拉延筋优化研究......455.1正交试验简介......455.2

5、试验方案......465.3仿真计算结果......485.4仿真结果分析及验证......505.5结果验证......545.6本章小结......58第6章回弹分析6.1回弹机理和影响回弹的因素在早期回弹预测研究中，主要是对简单冲压件的纯弯曲回弹过程进行计算，其力学模型难以处理复杂的三维冲压件的成形回弹研究。在这样的背景下，许多学者提出了回弹实验法，通过获得许多经验公式来克服其缺陷，但是在实际使用中，经验公式的应用受实验条件等诸多因素影响。随着计算机技术的发展，逐渐产生了有限元法。有限元数值模拟求解主要釆

6、用时间积分的方法求解运动方程，求解格式有动力显式和静力隐式算法两类。对于回弹这样的准静态问题，静力隐式算法比较合适，因为静力隐式算法具有无条件稳定性，时间步长可以任意大，是一种牺牲计算效率以确保计算精度的措施[56]。成形阶段釆用动力显式算法，而对计算精度要求较高的回弹计算则采用静力隐式算法，这样既提高计算效率，也能保证结果的准确性。在DYNAFORM中进行回弹分析有两种方法：Dynain法、无缝转接法（Seamless)。运用Dynain法时，首先在零件的成形阶段采用有限元显示算法求解，得到零件的成形结果，然后

7、把计算结果（dynain文件）导入到DYNAFORM中，设置回弹模型并采用有限元隐式算法进行回弹计算。无缝转接法是在零件进行成形分析时设置Seamless(无缝转接)，计算结果将自动导入软件中，求解器自动进行回弹计算。以上两种方法虽然在软件的实际操作中有所不同，但实质是相同的。结论本文利DYNAFORM软件对某汽车-引擎盖拉延成形过程进行了数值仿真分析，研究了筋分布、筋距离、筋深度、锁料力、压边力对成形质呈及计算效率的影响，并对冋弹进行了预测。主要的研究内容如下:1.根据汽车引擎盖的CAD模增建立其拉延成形有限元

8、分析模型，包括压边圈、拉延凹模、凸模、毛坯，有限元模型，对其经行了冲压成形仿真。对比了有拉延筋和加载部分拉延筋的成形结果，得出拉延筋有改善成形质量的效果.2.在对比两次拉延成形质量的情况下，利用DYNAFORM软件对引擎盖拉延成形中筋分布、筋距离、筋深度、锁料力、压边力这五个工艺参数进行了正交试验分析，分析这些参数对成形质量及计算效率的影响。通过正交试验分析，对最小厚度影响从大到小依次是筋距离，压边力，锁料力，筋分布，筋深度；对最大厚度影响从大到小依次是筋分布，筋距离，筋深度，压边力,锁料力；对CPU耗时影响从人

9、到小依次是筋分布，锁料力，压边力，筋距离，筋深度。分别以最小厚度、最大厚度、计算效率为优化目标，排列出较为合理的参数组合，并进行了虚拟实验验证。对丁-像汽乍引擎盖这样的大型冲压件而言，仅仅靠调整一个参数是很难得到理想结果的。最后对引擎盖的冲压成形工艺进行了优化分析，并给出了优化参数组合，通过虚拟实验证明该组合的成形质量达到了优化目的。3.研究了拉延成形模具卸载后问弹的产生