基于AutoForm的汽车覆盖件冲压成形仿真技术研究

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1、2010年第3期中国农机化No．3，2010总第229期ChineseAgriculturalMechanizationTotalNo．229基于AutoForm的汽车覆盖件冲压成形仿真技术研究刘细芬，黄华艳(1．广西工学院机械工程系，广西柳州，5450062；柳州六合方盛机械有限公司，广西柳州，545006)摘要：介绍了板料成形仿真软件AutoForm。在基于UG—CAD和AutoForm的基础上，对汽车某覆盖件的拉延成形过程进行了CAE仿真模拟分析，以此为依据最终确定合理的冲压工艺，与传统的冲压工艺设计相比，提高了模具设计的质量和一次成功率。关键词：AutoForm软

2、件；CAE；汽车覆盖件；冲压成形；仿真中图分类号：TG386文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1006—7205．2010．03．023刘细芬，黄华艳．基于AutoForm的汽车覆盖件冲压成形仿真技术研究[J]．中国农机化，2010，(3)：87～90LIUXi—fen，HUANGHua—yan．ResearchonsimulationtechnologyforautopanelstampingformingbasedonAutoForm[J]ChineseAgriculturalMechanization，2010，(3)：87—900引言1AutoF

3、orm软件的功能与特点汽车车身的开发关键在于汽车覆盖件的模具设计AutoForm软件是由AutoForm工程股份有限公司和制造。与一般冲压件相比，汽车覆盖件具有形状比专门针对汽车工业和金属成形工业中的板料成形而开较复杂，结构尺寸变化大，表面质量要求较高，曲面多发的，用于优化工艺方案和进行复杂型面的模具设计，为空间曲面，配合协调高等特点。因此，汽车覆盖件的它在工艺切口和修改凹模圆角方面有其独到优势。特模具体积大、工作型面复杂、设计周期长，已成为开发别适合于复杂的深拉延和拉伸成形模的设计、冲压工新车型的制约环节。艺和模面设计的验证、成形参数的优化、材料与润滑剂随着计算机技术的

4、高速发展和有限元法的日趋完消耗的最小化、新板料(如拼焊板、复合板)的评估和善，板料成形的数值模拟已经成为汽车覆盖件模具设优化。计的一个有效的手段与方法，目前大型汽车企业及其AutoForm的主要模块有用户界面、自动网格划分、供应商已广泛地将这一技术应用到产品设计周期中，一步成形、模面设计、增量求解、切边、液压成形，支持用以加速和改进产品设计。一些通用和专用的板料成Windows和Unix操作系统。AutoForm应用新的隐式有形分析软件已相继开发成功并进入实用阶段，如An—限元算法保证求解的迭代收敛；采用自适应网格、时阶sys、Pam—stamp、Dynaform和Aut

5、oFoI'ITI软件等。控制、复杂工具描述的强有力接触算法、数值控制参数金属板料成形过程的数值模拟技术是板料成形理的自动决定和使用精确的全量拉格朗13理论等保证求论与材料力学、计算数学、计算力学、冲压工艺学，以及解快而且准确。同时它融入了许多工程应用技术，如计算机科学等多门学科相结合的产物⋯。冲压成形过考虑了加工硬化和应变率效应的各向异性材料模型、程的计算机仿真实质上就是利用数值模拟技术，分析等效拉延筋阻力模型。给定模具与工艺条件的板料冲压变形全过程，从而判Autofom对模拟结果融合了许多有效的解释：可以断模具和工艺方案的合理性。每一次的仿真就相当于实时地观测计算结果；

6、可观测应力、应变和厚度分布、一次试模过程，因此成熟的仿真技术不仅可以减少试材料流动状况；可计算工具应力、冲压力；可实现材料模次数，在一定条件下还可以使模具和工艺设计一次标记、法向位移的标识；可生成对破裂、起皱和回弹失合格，避免修模，从而大大缩短新产品的开发周期，降效进行判定的成形质量图以及成形极限图；还可进行低开发成本，提高产品的品质和市场竞争力I3』。动画显示和截面分析等J。．收稿日期：2009年5月12日修回日期：2009年7月6日刘细芬，女，1971年生，广西南宁人，广西工学院机械工程系副教授；研究方向为材料成形。黄华艳，女，1984年生，广西柳州人，柳州六合方盛机

7、械有限公司助工；研究方向为产品开发。88中国农机化20104)参数修改。在有限元分析后，可根据需要对自2汽车覆盖件CAD模型及CAE仿真过程动生成的参数进行修改，避免了返回通用CAD软件进2．1汽车覆盖件CAD模型及特点行重新设计，缩短了设计周期，降低了设计工作量。经以某汽车覆盖件为研究对象，采用UG软件依据过若干次有限元模拟后，可获得工艺性比较满意的图纸进行其三维CAD数据模型的构建。图1即为该工件。零件的CAD三维图。材料DC56，料厚1．5mm，外形不5)最后通过修边(Trim)模块和优化模块对工艺规则，曲面比较明显，拉