覆盖件拉延成型的多因素耦合数值模拟的研究及应用

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1、摘要汽车覆盖件因为其独特的特点决定了汽车整车开发周期主要取决于覆盖件的开发周期。因此，有必要建立一种快速而有效的数值模拟的方法，对板料成形过程进行计算机模拟分析，给模具设计和工艺设计提供可靠的判据和合理的工艺参数。从而加快覆盖件设计开发的周期。板料成形是一种复杂的力学过程，它是包括几何非线性、材料非线性、接触非线性的强非线性问题。由此可见，一个板料成形数值模拟系统涉及到了多个学科。对于本课题的解决，建立包含各种因素的数学模型以及确定相应的边界及初始条件，选择合适到材料本构关系、屈服准则，根据计算精度和设计要求，对模具体和板料选择合适的单元类型，将其

2、网格化，并引入有限元分析软件进行数值计算是本研究的关键所在。本文根据板料变形的特点，依据大变形弹塑性有限元理论建立了弹塑性有限元系统。并深入研究了板料成形过程的数值模拟计算的一些关键性技术：屈服准则的选择、单元的选择、接触界面的处理等。最后，根据侧围外板的实际形状和经验为零件添加了工艺补充面和压料面，并建立了侧围外板的有限元模型。同时本文实际测试了冲压用板的机械性能，为模拟提供了可靠的材料参数。并进行了实际冲压。使用Dynaform进行模拟得出模拟结果，通过模拟结果与实际冲压情况的比较，验证了模拟结果的可靠性。通过试验和分析，获得了拉延筋几何参数对

3、拉延抗力的影响规律，并找到了适合侧围外板成形的拉延筋形状和拉延筋位置；通过反复试验分析优化了压边力和凹模圆角。通过对材料变形硬化指数、屈服强度、板厚向异性指数此三个参数的模拟，找到了此三个参数对侧围外板成形影响的规律。通过详细的分析比较，本课题对侧围外板冲压的数值模拟基本能够真实地反映出侧围外板冲压变形的整个过程。这为该零件模具设计和修改提供了可靠的仿真：亡具和良好的思路，同时为此零件冲压用材的选择也提供了可靠的依据。该研究成果为CAE技术在覆盖件模具设计中的应用和推广打下了基础。关键词：板料成形；数值模拟：葭盖件；Dynaform昆踢理工大学硕士

4、研究生论文AbstractBecauseoftheautopanels’characteristics，thedevelopmentcycleofnewtypeCarliesonthestampingprocessesoftheautopanels．itneedsarapid、effectiveandreliablemethodstoreplacethetraditionalmethodsofdesigningautopanels’die．Numericalsimulationseemsthebestselection．Theprocesofshe

5、etmetalforming，includegeometricalunlinearity、materialunlinearityandcontactunlinearity，isaverycomplexdynamprocess．Sothissubjeetconcernsmanydisciplines．Itbuildsupmathematicalmodelincludingallsortsoffactors；Ensuresthehomologousborderlineandinitialcondition；choosessuitablematerial

6、modelandyieldcriterion；selectssuitableunittypeaboutthediesandsheetundertherequisitionofdesignandcomputeprecision；dividesgridsandproceedsnumbervaluecalculationadoptingfiniteelementanalysissoftware．Alltheabove—mentionedcontentisthekeyofthispaper．Thepaperfoundtheelastoplasticityf

7、initeelementsystembasedonthecharacteristicsof_thepanelsformingandthebigformingelastoplasticitytheory．Andsomekeytechnologiesofcomputersimulationinsheetmetalformingarestudied，too．Forexample，thechoiceofyieldcriterionandthetypeofelement，thedisposalofcontact，ect．Finally，basedonthee

8、xperienceandthefigureofthepart，addtheaddendumprofileforthepar