pamstamp[1].汽车覆盖件冲压仿真技术的应用new

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1、汽车覆盖件冲压仿真技术的应用刘绪功，王洪志，康剑（天津新技术产业园区众石科技有限公司，天津，300384）摘要：本文介绍了天津新技术产业园区众石科技有限公司在汽车覆盖件冲压工艺设计过程中,PAM-STAMP的几个应用实例，并通过这些实例阐述了公司目前CAE技术的应用现状，以PAM-STAMP应用的一些常见问题。关键词：覆盖件；冲压；拉延筋；有限元；仿真1引言随着中国加入世界贸易组织汽车业的竞争将越来越激烈，加之用户对汽车质量性能以及追求个性化的要求越来越高，国外汽车界提出了3R战略，即：缩短产品的市场化周期、降低产品开发费用和减轻汽车的质量。

2、有限元仿真技术在汽车覆盖件冲压成形中的应用能大大降低成本，缩短生产周期，提高企业的市场竞争力。市场上已经出现了许多商品化的板料成形有限元仿真软件，如：PAM-STAMP，eta/DYNAFORM，AUTOFORM等。但是，由于仿真问题的复杂性，国内汽车厂家在仿真软件的应用上还存在一定差距。本文主要阐述作者在复杂汽车覆盖件冲压仿真中的一些经验，结合公司上海大众MPV途安D柱等实例的冲压仿真过程说明利用PAM-STAMP2G软件进行复杂汽车覆盖件冲压仿真设计中需要注意的问题及解决的办法。2.1上海大众途安项目——拉延筋的研究在板料拉深过程中，摩擦

3、条件和压边力限制了材料的流动。但是，在拉深过程中，压边圈没有与整块板料接触，因此材料的流动不能完全由压边圈来控制。拉延筋为控制材料的流动提供了新的途径。拉延筋参数的合理取值以及拉延筋的合理布置是板料拉深过程中控制金属流动、防止起皱和破裂的重要手段之一。因此，本公司生产过程中重点研究了实际拉延筋与模拟拉延筋对冲压成形的影响。为确定等效拉延筋力并将其施加于板料成形仿真，应首先确定单位长度的拉延筋在材料拉深变形过程中对材料产生怎样的约束阻力，也就是需要进行物理仿真。为此，我们设计了拉延筋阻力测试系统，如图2.1。通过此系统对不同拉延筋进行实验，并结

4、合CAE分析得出了不同拉延筋的阻力系数。图2.1拉延筋阻力测试系统的组成2003年，公司承接了上海大众MPV途安的D柱和轮罩内板的工艺和结构设计，在此，以D柱的仿真模拟为例，说明等效拉延筋在汽车覆盖件冲压工艺设计过程中的应用。PAM-STAMP2G里用二维杆单元产生的径向的阻力restrainingforce，和法向压力Openingforce两个力来模拟拉延筋的作用。在软件里输入实际拉延筋的几何形状参数，以及材料参数可自动求得等效拉延筋径向和法向的阻力系数。本零件设计为左右件共模拉延，由于左右完全对称所以在模拟时只计算了一半。第一次模拟的参

5、数设定：等效拉延筋半径R5，拉延筋入口圆角为R2，材料：ST16，板料网格单元大小4MM(2级自适应网格优化)，压边力1000KN如下图2.2是计算所得的厚度分布云图。图2.2第一次计算厚度云图通过分析第一次计算结果，A、B、C、D处发生明显破裂，没有出现起皱现象，因此采用不同的拉延筋阻力系数，调小A、B、C、D处对应的拉延筋阻力系数，同时加大A、D处的工艺补充圆角，其他参数不变，得到如下图2.3所示的比较理想的厚度分布云图。图2.3第二次计算厚度分布云图2.2长安铃木YY5项目——高强度钢板的仿真近几年来，减轻汽车车身重量的任务比提高防碰撞

6、值更重要，通过降低燃料消耗来减少气体排放的任务也非常重要。因此，扩大高强度薄钢板的使用是满足这些相互矛盾的要求的措施之一。汽车用钢板要求强度性能因部件的不同而不同。高强度钢板主要用于汽车外板、结构件、加强件、底板部件等。高强度钢板拥有更好的强度和延展性，抗动态冲击特性也更优秀。但是，高强度钢板在冲压生产中仍然存在很大的技术难题，目前在汽车覆盖件高强度钢板模具的设计生产中遇到的最大困难就是高强度钢板回弹量非常大，控制困难。本公司对高强度钢板的回弹预测以及回弹补偿方面比较深入的研究，进行了大量的CAE仿真分析，并结合实际，将CAE结果与冲压结果相

7、比较，初步掌握了高强度钢板的冲压成形性能。并应用于实际中。本公司承接的长安铃木YY5项目，13个冲压件大多数都是高强度钢板，最高强度达到了590MPa。结合冲压工艺设计系统对高强度钢板冲压成形影响因子的研究，对所有冲压件都进行了全工序的冲压成形仿真，并对产品进行了考虑回弹补偿的重新造型。以下是长安铃木YY5前壁板上侧横梁的仿真结果，图2.4是拉延工序模拟厚度分布云图，图2.5是修边后回弹量分布云图。图2.4拉延工序模拟厚度分布云图图2.5修边后回弹量分布云图我们在模拟结果的基础上，对此产品的各处回弹量进行修正，得到于实际情况比较吻合的回弹补偿

8、量，然后利用CAD软件对产品进行重新造型。2.3泰国SUMMIT公司SDK384项目——多工步精密冲压仿真在冲压成形的仿真过程中，对多工序精密冲压的仿真一直是难点，