汽车横梁冲压成型有限元分析

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1、材料科学计算机数值模拟结课论文汽车横梁冲压成型有限元分析摘要随着数值模拟分析技术、塑性成形理论、冲压成型技术和计算机技术的发展，以有限元为核心的DynaForm技术得到了快速发展。用于板料冲压成形的DynaForm技术，可以模拟板料冲压成形的全过程。本论文以汽车横梁为研究对象，应用DynaForm软件对其冲压成形过程进行有限元分析，分析了其成形过程当中典型缺陷产生的原因及其控制途径，讨论了凹模圆角半径、冲压速度、摩擦系数、压边力、拉延筋等参数对汽车横梁拉延质量的影响。并结合生产实际提出了合理的成形工艺方案和改进途径。此次模拟用于

2、指导实践，可缩短模具开发时间，降低模具成本，提高企业收益，对生产实践具有一定的指导意义。关键词：数值模拟；冲压成型；横梁；DynaFormAbstractWiththedevelopmentofnumericalsimulationanalysistechnology,plasticformingtheory,formingtechnologyandcomputertechnology,thefiniteelementhasbeenrapiddevelopment.DynaFormtechnologycansimulatethe

3、wholeprocessofsheetmetalstamping.Inthisthesis,crossmemberastheresearchobject,weuseDyna发ormforfiniteelementanalysisofthestampingprocessandanalyzethereasonsandthewaystocontroltheformingprocessoftypicaldefects.Wediscussedtheinfluenceofradiusofdie,punchspeed,frictioncoef

4、ficient,blankholdingforce,drawbeadinthedrawingqualityhasbeendiscussed.Combinedwiththeactualproduction,weputforwardreasonableformingprocessandwaysofimprovement.Thesimulationresultsareusedtoguidethepractice,andtheycanshortendevelopmenttime,reducethemoldcost,increasethe

5、incomeoftheenterprise,whichhasacertainguidingsignificancetotheproductionpractice.KeyWords:numericalsimulation;forming;crossmember;Dyna发orm1绪论1.1引言据统计，在汽车制造行业当中有60～70％的工件是利用冲压成形得到的。汽车覆盖件主要是指构成汽车驾驶室和车身表面的零件，也包括发动机和底盘的某些表面零件，分外覆盖件和内覆盖件两大类。和一般的薄板冲压件相比，汽车覆盖件具有结构尺寸大、形状复杂、板

6、料相对厚度小等特点，成形过程当中容易出现拉裂、变薄、起皱、成形不足等缺陷。因此，覆盖件的制造是汽车车身制造的关键环节。1.2冲压技术介绍冲压成型是指靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件的加工方法。全世界的钢材中，有60～70%是板材，其中大部分经过冲压成形制成成品。冲压成形在技术方面和经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下：(1)冲压成形生产效率高，操作方便，易于实现机械化和自动化。(2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量

7、。因此既能够制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能够制造精密（公差在微米级）和复杂形状的零件。(3)冲压成形可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件。(4)冲压一般没有切屑碎料产生，材料的消耗较少，且不需要其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，成本较低。由于冲压具有如此多的优越性，冲压加工在国民经济的各个领域应用范围非常广泛。冲压在电机、汽车制造、仪器仪表、航空航天、武器制造中，都具有十分重要的地位。据中国模具协会发布的统计数据可知，2008年我国冲压模具总产出约610亿元，其中出口约17.2亿元。根据我国海关统计资料，2

8、004年我国共进口冲压模具约46.6亿元。从上述数字可以看出：2004年我国冲压模具市场总规模约为266.6亿元。其中，国内市场需求为260.4亿元，总供应约为213.8亿元，市场供应率为82%。在上述供求总体情况中，有两个具体情况：一是进口模具大都是大型复杂精