基于数值模拟的轿车冲压件成形质量控制关键技术研究

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1、厂队车车身制造水平是决定汽车产品市场竞争力的土要因素之一，而车身覆盖件冲压成形是决定车身质量的关键7几艺。汽车冲压件成形质量的好坏不仅影响到整车装配、汽车外观，更影响到汽车的制造成本以及新车型开发的周期。日前，国内汽车企业在汽车冲压们制造方面的整体水平还比较落后，冲压件模具设计开发能力较低，冲压件的成形质量和形状精度较差:冲压。质、控制仍依赖于有限的经验和试验。卜一为了提高我国冲压件成形质耸，从材料、模具设计和成形}艺等方面，以有限元数值模拟为手段，针对车身设计和制造关键问题的理论和应用技术重点开展了冲压件可制造性分析、轿车冲压件多步冲压成形过程仿真及实验研究

2、、覆盖件冲压成形l_艺优化设计、拼焊板冲压成形特点及质量控制等关键技术的研究，建立了汽车板冲压成形动态仿真系统，为冲压件成形质量控制提出了系统的科学方法和手段。针对日前仿真技术中的计算效率和精度问题，研究了仿真的力学模型等理论问题，提出了新型的等效拉延筋阻力模型，开发了相应软件，提高了计算效率和精度;并进一步将本项目开发的软件和有关商业软件相结合，建立了高效的仿真系统，应用于解决实际冲压成形质量诊断、冲压模具及1:艺设计等问题。住要研究成果如卜:1)拉深筋优化设计(1)从材料的硬化特性和各向异性特性、拉深筋的弯曲角及有效弯曲半径儿个方面对常用的Weidema

3、nn拉深筋阻力模型进行改进，提出一种改进的半圆形拉深筋和矩形拉深筋的等效阻力模型(2)开发集合新型等效拉深筋阻力模型和高效混合优化算法的拉深筋优化系统，通过优化求得成形所需的拉深筋阻力，进而得到拉深筋几何形状(3)拉深筋优化设计系统在实际车身覆盖件冲压模具及其工艺设计、调模试冲中的应用验证(南汽新车型连接板、后门内板)2)板料多步冲压成形仿真及翻边成形工艺研究(1)多步冲压成形过程有限元仿真分析(2)翻边成形规律研究(3)实例分析3)车身冲压件可制造性分析(I)可制造性分析的关键技术研究，包括:弹塑性大变形运动方程和本构关系、板料和模具之间的接触和摩擦、求解算

4、法(2)后门内板、后门外板和发动机罩外板的可制造性分析(3)典型零件冲压模具设计，包括工艺补充面、压料面、凹模型面及毛坯外型设计(4)典型零件的冲压工艺设计，包括压边力、摩擦力、拉深筋布置等4)拼焊板冲压成形技术研究(I)拼焊板材料性能的研究(2)拼焊板冲压成形过程有限元模型的建立(3)拼焊板冲压成形特点分析(4)拼焊板冲压成形质量控制方法的研究以上研究成果被应用于上海大众、上海汇众、宝钢、南京跃进汽车等企业，有效地降、1

5、低了废品率，促进了国产钢板的推)、使川，提高了冲压}艺及模具设计能力川

6、关键词:冲压、拉延筋等效阻力模}"i拼焊板、翻边、优化设计、数值模

7、拟、/少摘要一----------，，---一AUTOBODYSTAMPINGQUALITYCONTROLTECHNIQUEBASEDONNUMERICALSIMULATIONABSTRACTAutobodystylingisoneofthemainfactorswhichdeterminethevehicles'successmthemarket.Carpanelstampingtechnologyisthekeyprocesstodetermineautobodyquality.Thequalityofstampingpartsaffectsnotonl

8、3carassemblyandbodyappearancebutalsomanufacturingcostanddevelopingperiodofnewcarstyle.Todaystampingtechnologyofdomesticautomobileenterprisesisdroppedbehindonaspectsofdiedesign,stampingqualityandshapeerror.Toimprovethestampingqualityweresearchonthekeytechnologyofstampingprocess,sucha

9、sproducibilityofstampingparts.simulationandexperimentationanalysisonmulti-stepstamping.carpanelstampingprocessoptimization,andalsocharacteristicsoftailorweldedblankforming,onsidesofmaterial,diedesignandformingtechnology,bymeansoffiniteelementmethod.Thestampingsimulationsystemofmetal

10、sheetisestablishedw