汽车翼子板刚度和静态凹痕抗力试验与模拟研究

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1、汽车翼子板刚度和静态凹痕抗力试验与模拟研究(北京航空航天大学机械学院，北京100191)黄炬昭，李小强，李东升，王亮摘要：刚度和凹痕抗力是反映汽车使用性能的重要指标。本文采用三种不同的成形压边力条件(700l(N，750l(N，800l(N)冲压得到了180跏材料的汽车翼子板，并测量了翼子板的应变和减薄分布情况。之后对三种不同成形压边力下成形的翼子板进行抗凹性试验，获得了载荷一位移曲线以及一定的载荷一凹痕深度曲线。结果发现增大成形压边力有利于提高翼子板的静态凹痕抗力。同时，基于PAM—sTA肝2G软件建立

2、了翼子板成形及抗凹性试验的有限元模型，并将仿真结果与试验结果进行对比分析。关键词：刚度和凹痕抗力；汽车翼子板；试验：有限元模型ExperimentandsimulatiOninVestigationonthestif置hessandstaticdentresistanceOfautOmOtivefenderHl瑚】gXl瑚吐a0，LiXiaoqi觚g，LiDongsheng，W．angLi趾g(schoolofMechanicalEngine砸ngandAutomation，BeijingUlliVe璐i

3、哆ofAeronaudcsandA蚰∞nautics，Beijjnglool9lCh证a1Abstract：S吐肺essanddentrcsis雠cearcinlport孤tindicatorsofautomodvepe—b咖ance．IIltllisp印er，strain锄dthinningof180BHmaterial卸toInotiVefenderSf-o锄edwimtllrcedi疵rcntBHFconditi∞s(700KN，750KN，800KN)wereme器urcd．Aaerd∞tresi

4、st龃cetestswerecarIiedoutontllefendersformed谢thtllfcedi肫rentBHF，10ad．displacementcunres锄dcertainload．dentd印thcun，eswe托obtailled．Theresultsshowedthats切ticdentresistanceperfonn孤ceofthefenderimproVed、】lrimhi曲erf．o姗lingBHF．Meanwhile，b鹊edonPAM．S1：f帅2Gso脚are，afm

5、iteelementmodelforf-胁derfomling粗ddentresist锄cetestsi咖la．tionwasestablished’觚dsimulationandexpeIimentalresultswerecompared锄danalM豫d．KeywOrds：Sti髓ess锄dd∞tresistallce；automotivefcnder；experiment：丘niteelementmodel引言为了实现高效节能，汽车行业中广泛使用薄钢板。使用较薄的钢板意味着降低汽车覆盖件的刚度和的

6、凹痕抗力，同时是对汽车使用性能的降低，为了保证汽车的使用性能，如何提高汽车覆盖件刚度和凹痕抗力已成为汽车行业的焦点u吨1。汽车覆盖件的刚度反映的是抵抗弹性变形的性能。凹痕抗力通常包括静态和动态凹痕抗力懵’。静态凹痕抗力指的是覆盖件抵抗外加载荷作用产生塑性变形的能力。许多专家学者采用试验方法研究汽车板料的抗凹性能。shih等。4。5’研究材料弯曲和硬化作用对抗凹性的影响。研究发现，在抗凹性测试中，单一的加载过程比增量加载表现出更高的凹痕抗力。实验方法预测和评估的刚度和凹痕抗力是可信的旧1¨。本研究的主要目的

7、是通过实验来研究冲压工艺条件(不同的成形压边力)对180BH材料的汽车翼子板的刚度和凹痕抗力的影响。不同的成形压边力导致的不同的应力、应变和减薄分布都会影响翼子板的抗凹性能。本研究仅限于研究汽车翼子板静态抗凹性。采用有限元方法对汽车翼子板的成形和抗凹性试验进行仿真，并将仿真结果和试验结果进行了对比分析。1测试方法本次研究的测试方法是参照以前的方法¨’9111提出的。测试原理如图1所示。李小强E-mail：硒a唧锄g@bu豫．。du．∞作者简介：黄炬昭(1990-)，男，福建龙岩人，北京航空航天大学硕士研究

8、生，『主要从事金属板料成形有限元模拟．50．图l真实零件刚度和凹痕抗力测试原理Fig．1Principleofthesti丘hessanddentresistancetestforrealexteriorpanels对翼子板的抗凹性测试位置进行标记，然后用压板将翼子板夹紧在测试平台上。该压板可在T形槽上用螺栓固定。压子在测试位置的法线方向以恒定的速度向翼子板施加载荷。载荷增大到一定值后卸载，之后再测量翼子板的永久变形(凹陷深度