汽车覆盖件冲压成形中的拉深筋工艺优化与设计

《汽车覆盖件冲压成形中的拉深筋工艺优化与设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、华中科技大学硕士学位论文汽车覆盖件冲压成形中的拉深筋工艺优化与设计姓名：胡江波申请学位级别：硕士专业：数字化材料成形指导教师：柳玉起20070501摘要汽车覆盖件冲压成形工艺设计过程中，一般通过布置合理的拉深筋形状和位置来保证冲压件的成形质量。目前国内外冲压工艺设计过程中拉深筋的设计主要依赖经验，通过实验反复“试错”。数值仿真工具的应用一般是通过增量法反复计算来代替实验过程，这种方法可以减少实际试模次数，但需要耗费大量的模拟时间。为了在较短的时间内，通过数值模拟获得合适的拉深筋布置方案。有必要将优化算法

2、与数值模拟求解结合起来，利用优化算法快速地优化出一个较好的拉深筋布置方案，从而极大地减少后续模拟计算的次数。本文的研究得到了国家自然科学基金项目“面向自主设计的汽车覆盖件成形性快速仿真及工艺优化技术研究”（No：50575080）和国家“863”计划项目（No：2006AA04Z140）的资助。在系统研究了各种优化算法和拉深筋工艺优化技术的基础上，对拉深筋的位置和结构参数进行了优化。在优化拉深筋布置方案的过程中，为了提高优化的效率，采用板料成形模拟软件FASTAMP的逆算法模块作为模拟计算工具，同时将实

3、际的拉深筋简化为等效拉深筋模型。首先优化出等效拉深筋阻力密度沿凹模模口的分布状况，然后根据阻力密度设计实际的拉深筋工艺参数。在优化等效拉深筋阻力密度的过程中，提出了一种将FLD和板料厚度分布相结合的目标函数，作为衡量板料成形质量的标准，同时对传统的可行方向法(FDM)进行了一些改进。将改进的FDM和逆算法模块结合优化出等效拉深筋阻力密度后，利用等效拉深筋阻力密度值和Stoughton拉深筋阻力模型，根据实际拉深筋布置的经验和用户(设计人员)的要求，设计对应的拉深筋的类型及几何参数。利用开发的拉深筋工艺参

4、数优化模块优化了几个典型零件的拉深筋布置方案，优化出的拉深筋的布置方案大大提高了零件的成形裕度，改善了零件的应变分布状况，有效地减少了零件的破裂、起皱和成形不足等缺陷。表明本文提出的拉深筋优化设计方法能够应用于指导实际的拉设筋工艺设计。关键词：板料冲压成形；逆算法；拉深筋优化设计；可行方向法；目标函数；Stoughton阻力模型IAbstractDuringthestampingprocessofautobodypanels,thecorrectsettingofthedrawbeadisthemain

5、factortoimprovetheformingqualityofthepanels.However,drawbeaddesignofdieforautobodypanelstilloftendependson"trialanderror"andadjustmentofthetoolsmanuallytodeterminethefinaltooldesignintheworld.Applicationofthenumericalsimulationisjustliketoreplacemanualtr

6、youtoftoolswithFEMsimulation.Suchanapproachcanreducethenumberofactualtryout,butneedsalotofsimulationtimetospend.Inordertoobtainaproperdrawbeadlayoutprograminashortertimebyusingthenumericalsimulationmethod.Itisnecessarytooptimizeabetterdrawbeadlayoutprogr

7、ambycombinatingtherapidoptimizationalgorithmsandnumericalsimulation,andtherebygreatlyreducefollowingsimulationnumber.ThisresearchissupportedbyNSFProjectwhichnamed“TheIndependentResearchofrapidSimulationandOptimalProcessDesignaimingattheFormabilityofAutom

8、obilePanelforming”(NO:50575080)andtheState"863"project(No:2006AA04Z140).Thelocationandstructureparametersofactualdrawbeadwereoptimizedbasedonthestudyofvariousoptimizationalgorithmsandoptimizationtechnologyofdrawbeadprocess