成形过程材料特性变化对整车耐撞性的影响研究.pdf

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1、汽车制造技术现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2013年第2期成形过程材料特性变化对整车耐撞性的影响研究朱玉强1，王金轮2(1广东交通职业技术学院，广州510640；2深圳大学，深圳518060)摘要：为研究冲压成形中材料特性变化对整车耐撞性产生的影响，选取某款SUV车100％正面碰撞中的关键吸能部件，利用网格映射技术将成形仿真结果即塑性应变、厚度不均等作为碰撞仿真分析的初始条件，进行引入成形工艺因素的整车耐撞性分析，并与传统的碰撞仿真结果进行对比。研究表明：塑性硬化提高了结构的刚度，可能会导致结构

2、变形模式发生改变；成形过程中材料特性的变化对结构的变形、吸能和加速度影响很大，在碰撞仿真中需要引入成形因素，以提高仿真的精度。关键词：100％正面碰撞；冲压成形；材料特性；耐撞性；高强度钢板中图分类号：U461．91文献标志码：A文章编号：167l—3133(2013)02—0041—05InfluenceoftheformingeffectsoncrashworthinesssimulationZhuYuqian91，WangJinlun2(1GuangdongCommunicationPolytechnic，Guangzhou5106

3、40，China；2ShenzhenUniversity，Shenzhen518060，Guangdong，China)Abstract：Withtheformingeffectsofkeyenergy—absorbingpartsinthevehicle100％frontalcrashconsidered．tlleplasticstrainandthicknessdistributionfromtheformingresulmayeusedaSaninitialconditionforcrashanalysis．whichresults

4、arecomparedtothosewithoutformingeffects．Theresultsdemonstratethatstructuralstiffnessisraisedduetoworkhardening，whichleadingtoadissimilardeformationmode；thematerialpropertieschangeintheformingprocessaffectsthecrashresponsesignificantly，whichhavingagreatinfluenceonthestruct

5、uraldeformation，energyabsorptionandtheacceleration．Inaword，considerationoftheseformingeffectsincrashworthinesssimulationisvitalforachievinggoodsimulationaccuracy．Keywords：100％frontalcrash；sheetforming；materialproperties；crashworthiness；HighStrengthSteel(HSS)O引言现代轿车车身覆盖件大都

6、是采用冷冲压成形工艺加工制造的，材料经冲压成形及切边回弹后，最终零件的厚度分布是不均匀的，最薄处要比原始料厚减少20％一30％，而且同一零件上不同部位的材料经历了不同程度的塑性变形，使其后续碰撞变形吸能性能不同于初始状态的坯料⋯。由于实车碰撞实验过于昂贵和耗时，当前汽车企业的安全性设计和改进主要依赖于碰撞仿真分析，其有限元模型中的材料参数为理想情况，各零／部件的厚度采用初始的设计厚度，没有考虑预应变效应，即没有考虑冲压成形工艺因素引起的材料特性变化对耐撞性能的影响，这必然造成模拟结果与真实情况产生误差，甚至可能会导致仿真结果无效【2引。目

7、前汽车抗撞性的CAE分析已经达到相对成熟阶段，模拟精度的继续提高受到多方面制约，研究材料成形工艺对结构耐撞性的影响，使得仿真结果更接近实际情况，是提高仿真分析精度的有效措施之一。Huh【41等人针对成形过程对车身结构件碰撞特性的影响进行了一系列的研究，并用前纵梁、S型梁等典型零件进行了试验对比，对比结果发现，如果在碰撞模拟中不考虑成形过程的影响可能会引起高达20％的计算误差。胡平、鲍益东等人”1以某轿车中的主要碰撞承载和吸能部件左前纵梁为例，采用一步逆有限元算法和LS—dyna软件对其进行基于引人工艺因素的碰撞仿真分析，结果表明：为了提高

8、碰撞分析的精度，在汽车车身碰撞仿真中，需要采用考虑冲压成形效应的碰撞分析方法，其中影响程度最大的因素是等效塑性应变。上述研究是建立在一步逆成形法基础上的，一步逆成形法结果可以用来进行定性分析，