汽车侧围冲压成型技术仿真与应用

1、汽车侧围冲压成型技术仿真与应用     0引言    冲压工艺设计是薄板冲压成型技术的关键，由于冲压成型过程是一个非常复杂的物理过程，涉及力学中的3大非线性问题：1）几何非线性，冲压中板料产生大位移、大转动和大变形；2）材料非线性，材料在冲压中产生的弹塑性变形；3）边界非线性，模具的型面与板料接触产生非线性摩擦关系，也就是说边界条件是变化的。这些非线性的综合，加上不规则的工件形状，使得冲压成型过程的计算非常复杂。        传统的冲压工艺设计只能以许多简化和假设

2、为基础进行初步的设计计算，然后大量地依靠经验与反复试模、修模来保证零件的品质。这样的方法用于新产品，尤其是像汽车覆盖件一类要求精度高、成形性好的大型复杂零件的工艺设计，不仅时间长、费用高，还往往难以保证零件的质量。随着非线性理论、有限元方法和计算软件的迅速发展，薄板冲压成型过程的CAE分析技术日渐成熟并在冲压模具与工艺设计中发挥越来越大的作用。计算机模拟冲压成型的过程实质上是利用数字模拟，技术分析板料变形的全过程从而判断冲压工艺方案的合理性，每次模拟就相当于一次试模过程。因此，成熟的CAE模拟技术不仅可减少试模次数，在一定条件下还可以使工艺和模具设计一次合格，这就大大地缩短了新产品的开发周期，

3、降低了开发成本，提高了产品品质和市场竞争力。        实践表明，汽车覆盖件冲压模具的设计制造离不开有效的板料成形模拟软件。世界上大的汽车集团，其车身开发与模具制造都要借助于一种或几种板料成形模拟软件来提高其成功率，确保模具制造周期。        1冲模设计的技术关键        1)冲压方向的确定；    2)对汽车冲压件的可冲压成型性进行分析，判定成型的难点和关键区域；

4、60;   3)对汽车冲压零件产品实现毛坯展开计算；    4)对冲压工艺方案提出量化的分析判断依据。        对模具和工艺方案进行反复优化的多次模拟，用先于现场模具调试的模具CAE技术，对拉延模设计的可行性和可靠性进行量化的分析和判断，对有欠缺的设计提出优化改进方案。        CAE模拟分析欲解决的问题冲压工艺的模拟与优化，评估其成型可行性并探索可能的模面设计方案，对有欠缺的工艺设计提出优化改进方案。具体地讲是有

5、没有破裂和皱纹等外观成形缺陷。        2 AutoForm 与板料成形技术        AutoForm软件的特点：        1)可提供从产品的概念设计直至最后模具设计的一套完整解决方案，主要模块有Die Designer (模具设计)、Increamental增量求解Trim(修边)、Hydro液压成型等模块。        2)适合于复杂

6、的拉延模的方案设计、冲压工艺        分析和成型参数的优化。        3)能够进行展料分析等。        4)Autoform软件对模拟结果有灵活和方便的表示，可以观测应力、应变和厚度分布、材料流动状况。可实现材料标记、法向位移的标识，可生成对破裂、起皱和回弹失效进行判定的成形质量图以及成型极限图；同时，还可以进行动画显示和截面分析等。     

7、60;  3汽车侧围的拉延模工艺设计与计算机模拟        根据汽车侧围的特点，确定如图1的冲压方向，然后设置压边面Binder、工艺补充面Addendum；根据板料的流动特点，设置压边筋Bead，整个设置如图2所示。板料的材料采用ST1605；材料的参数料厚0.8mm，抗拉强度250MPa，屈服强度100-180MPa，r=2.0，n=0.22。板料的变薄量分布和边界的位移情况，如图3所示。板料的震动线Shock line的变化情况如图4、图5、图6、所示。        4结论        通过AutoForm数值模拟软件对板料冲压的模拟，可以预测工件的变形的详细过程，并定量地