汽車側(cè)圍沖壓成型技術(shù)仿真與應用

1、汽車側(cè)圍沖壓成型技術(shù)仿真與應用     0引言    沖壓工藝設(shè)計是薄板沖壓成型技術(shù)的關(guān)鍵，由于沖壓成型過程是一個非常復雜的物理過程，涉及力學中的3大非線性問題：1）幾何非線性，沖壓中板料產(chǎn)生大位移、大轉(zhuǎn)動和大變形；2）材料非線性，材料在沖壓中產(chǎn)生的彈塑性變形；3）邊界非線性，模具的型面與板料接觸產(chǎn)生非線性摩擦關(guān)系，也就是說邊界條件是變化的。這些非線性的綜合，加上不規(guī)則的工件形狀，使得沖壓成型過程的計算非常復雜。        傳統(tǒng)的沖壓工藝設(shè)計只能以許多簡化和假設(shè)

2、為基礎(chǔ)進行初步的設(shè)計計算，然后大量地依靠經(jīng)驗與反復試模、修模來保證零件的品質(zhì)。這樣的方法用于新產(chǎn)品，尤其是像汽車覆蓋件一類要求精度高、成形性好的大型復雜零件的工藝設(shè)計，不僅時間長、費用高，還往往難以保證零件的質(zhì)量。隨著非線性理論、有限元方法和計算軟件的迅速發(fā)展，薄板沖壓成型過程的CAE分析技術(shù)日漸成熟并在沖壓模具與工藝設(shè)計中發(fā)揮越來越大的作用。計算機模擬沖壓成型的過程實質(zhì)上是利用數(shù)字模擬，技術(shù)分析板料變形的全過程從而判斷沖壓工藝方案的合理性，每次模擬就相當于一次試模過程。因此，成熟的CAE模擬技術(shù)不僅可減少試模次數(shù)，在一定條件下還可以使工藝和模具設(shè)計一次合格，這就大大地縮短了新產(chǎn)品的開發(fā)周期，

3、降低了開發(fā)成本，提高了產(chǎn)品品質(zhì)和市場競爭力。        實踐表明，汽車覆蓋件沖壓模具的設(shè)計制造離不開有效的板料成形模擬軟件。世界上大的汽車集團，其車身開發(fā)與模具制造都要借助于一種或幾種板料成形模擬軟件來提高其成功率，確保模具制造周期。        1沖模設(shè)計的技術(shù)關(guān)鍵        1)沖壓方向的確定；    2)對汽車沖壓件的可沖壓成型性進行分析，判定成型的難點和關(guān)鍵區(qū)域；

4、60;   3)對汽車沖壓零件產(chǎn)品實現(xiàn)毛坯展開計算；    4)對沖壓工藝方案提出量化的分析判斷依據(jù)。        對模具和工藝方案進行反復優(yōu)化的多次模擬，用先于現(xiàn)場模具調(diào)試的模具CAE技術(shù)，對拉延模設(shè)計的可行性和可靠性進行量化的分析和判斷，對有欠缺的設(shè)計提出優(yōu)化改進方案。        CAE模擬分析欲解決的問題沖壓工藝的模擬與優(yōu)化，評估其成型可行性并探索可能的模面設(shè)計方案，對有欠缺的工藝設(shè)計提出優(yōu)化改進方案。具體地講是有

5、沒有破裂和皺紋等外觀成形缺陷。        2 AutoForm 與板料成形技術(shù)        AutoForm軟件的特點：        1)可提供從產(chǎn)品的概念設(shè)計直至最后模具設(shè)計的一套完整解決方案，主要模塊有Die Designer (模具設(shè)計)、Increamental增量求解Trim(修邊)、Hydro液壓成型等模塊。        2)適合于復雜

6、的拉延模的方案設(shè)計、沖壓工藝        分析和成型參數(shù)的優(yōu)化。        3)能夠進行展料分析等。        4)Autoform軟件對模擬結(jié)果有靈活和方便的表示，可以觀測應力、應變和厚度分布、材料流動狀況?？蓪崿F(xiàn)材料標記、法向位移的標識，可生成對破裂、起皺和回彈失效進行判定的成形質(zhì)量圖以及成型極限圖；同時，還可以進行動畫顯示和截面分析等。     

7、60;  3汽車側(cè)圍的拉延模工藝設(shè)計與計算機模擬        根據(jù)汽車側(cè)圍的特點，確定如圖1的沖壓方向，然后設(shè)置壓邊面Binder、工藝補充面Addendum；根據(jù)板料的流動特點，設(shè)置壓邊筋Bead，整個設(shè)置如圖2所示。板料的材料采用ST1605；材料的參數(shù)料厚0.8mm，抗拉強度250MPa，屈服強度100-180MPa，r=2.0，n=0.22。板料的變薄量分布和邊界的位移情況，如圖3所示。板料的震動線Shock line的變化情況如圖4、圖5、圖6、所示。        4結(jié)論        通過AutoForm數(shù)值模擬軟件對板料沖壓的模擬，可以預測工件的變形的詳細過程，并定量地