汽车右托架热拉深数值模拟及工艺参数优化

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1、汽车右托架热拉深数值模拟及工艺参数优化摘要高强度钢以其本身固有的高强度、低回弹量和良好的碰撞特性被国内外广泛应用于汽车制造领域，成为实现汽车轻量化，提高汽车被动安全性的重要途径之一。但在国内对在温热状态下成形工艺的研究较少，主要因为在室温下其成形性能较差。本文采用数值模拟和灰色理论相结合的方法对汽车右托架热拉深成形进行了研究。运用弹粘塑性有限元法有效分析了压边力加载方式、拉延筋、模具和板料初始温度、冲压速度等工艺参数对成形质量的影响。研究表明随着模具和坯料初始温度的升高，成形时的变形抗力明显下降，流动应力

2、降低，成形质量显著提高；V型压边力曲线最有利于成形；拉延筋的凸筋、凹筋圆角半径越小、筋高越大，则板料在成形时出现破裂的趋势增大；随着冲压速度的增大，板料的冷却时间缩短，成形过程中产生的内应力减小。在500℃时，通过正交试验设计，运用灰色系统理论对压边力和拉延筋几何参数进行优化，得出最优的工艺参数组合为：压边力为82KN，拉深筋高度为2mm，凸筋圆角半径为4mm，凹筋圆角半径为6mm。将最优工艺参数下的成形模拟结果与正交试验中最优的一组模拟结果进行了对比，表明板厚变薄率更加均匀，起皱趋势有所减小，破裂趋势明

3、显降低，成形质量显著提高。最终达到了预期设计目标，表明将模拟成形和灰色系统理论相结合的方法研究复杂覆盖件成形，具有一定的理论和实际工程意义。关键词：高强度钢板；热拉深；数值模拟；灰色系统理论；覆盖件TheHotStampingFormingSimulationofVehicle’SRightBracketandOptimizationDesignofProcessParametersABSTRACTCharacterizedbyitsinherenthighstrength，lowspringbackan

4、dgoodbump，thehighstrengthsteelwaswidelyemployedforauto—manufacturingsectorinforeigncountries．Theuseofhighstrengthsteelalsobecameamajorchannelofrealizingtheautomotivelightweightingandimprovingthepassivesecurity．However，therewasrelativelylittleresearchonitm

5、ainlybecauseofitspoorformingcapabilityinroomtemperature．Basedonthenumericalsimulationandgraysymtemtheory，thepaperconductsaresearchonthehotformingprocessofvehice’Srightbracket．Theauthoranalysestheinfluenceoftheprocessparametersontheresultofforming，whichinc

6、ludeloadmodeoftheblankholdingforce，drawbead，initialtemperaturesoftheblankandmould，thestampingvelocityetcbytheelastic—viscoplasticFEMsimulation．Thefindingsthestudycansuggestasfollows：Theresistanceofdeformationandtheflowstresswillreducewhiletheformingqualit

7、yobviouslywasimprovedwithanincreaseofinitialtemperatureofmouldandblank；Vshapecurveofblankholdingforceisthebestchoicetoforming；Thepossibilitytoappearcrackwillincreasewithdecreasingoftheroundradiusofthedieandpunch；Theinnerstresswillreducewhilethestampingvel

8、ocityincreasing．Whenthetemperatureis500℃，theauthoroptimizethegeometryparametersofdrawbeadandtheholdbinderforcebasingontheorthogonalexperimentsdesign．Thebestoptimzationparametersareasfollws：theholdbinderforceis82KN，t