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汽车高强板成形回弹控制研究

作　者: 韩俊
导　师: 詹捷
学　校: 重庆理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 回弹控制数值仿真侧壁回弹回弹机理正交设计高强度钢板
分类号: TG386
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着不断升级的能源危机和环境问题,节能和安全已成为汽车业非常重要的问题。制造轻量化,行驶及碰撞安全性能高的车辆已成为各大汽车企业竞争的主要方向。高强度钢板等高强板由于其良好的碰撞吸能性能以及较高的比强度性能能够很好的满足汽车轻量化要求及安全性要求,所以,其在汽车行业得到了越来越广泛的应用。较普通钢板而言,高强度钢板较低的断面收缩率以及较高的屈服强度,造成其冲压成形性能降低。特别是回弹较大的问题成为其在冲压生产过程中的一个难点,甚至成为高强板被广泛应用的一个瓶颈。针对重庆数码模车身模具有限公司在高强板覆盖件模具开发过程中的回弹问题,对普通回弹及侧壁卷曲回弹进行了分析,并对总结的回弹控制方法进行了分析验证及实例验证,结果都显示控制效果良好。具体研究内容如下:1、在借鉴参考国内外大量技术资料的基础上,分析总结了高强度钢板的性能,对普通回弹及侧壁卷曲回弹的机理做了详细的理论分析。2、对数值仿真模拟方法中关键技术如板壳理论,本构方程、接触算法、厚向积分方案选择、单元尺寸划分以及回弹变形过程模拟算法等方面进行了归纳总结,结合PAM‐STAMP 2G的实际应用得出了优化的参数选择,并拟合了单元尺寸划分的关系式。3、以NUMISHEET’96标准考题S梁的典型数学模型为分析模型,借助PAM‐STAMP 2G冲压模拟专用软件对板料性能、凸模圆角,压边力,拉延筋以及模具工艺等对回弹的影响因素进行了分析,并通过正交设计实验得到了综合的影响结论,认为在成形充分的情况下,对于侧壁回弹,凸模圆角是影响其大小的主要因素;而对于普通回弹,拉延筋的阻力为影响其大小的主要因素。4、针对回弹机理的分析,得出了回弹控制的一般性方法,并通过不同的实例进行了分析论证;针对汽车高强板A柱实例,进行了回弹控制,模具设计,产品检验分析等模具开发的全过程,并最终得到了合格的产品。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-15
  1.1 引言  10
  1.2 高强度钢材料特性  10-13
    1.2.1 高强钢的定义  10
    1.2.2 高强钢的种类  10-13
  1.3 回弹研究的一般方法  13-14
    1.3.1 实验法  13
    1.3.2 解析法  13-14
    1.3.3 有限元数值模拟法  14
  1.4 选题意义及主要研究内容  14-15
2 高强板回弹模拟精度影响因素研究  15-25
  2.1 引言  15
  2.2 回弹仿真模拟方法关键技术  15-21
    2.2.1 板壳理论  15-16
    2.2.2 材料本构关系  16-19
    2.2.3 接触处理  19
    2.2.4 厚向积分方案  19-20
    2.2.5 单元尺寸选择及其关系式拟合  20-21
    2.2.6 回弹变形过程模拟算法  21
  2.3 PAM-STAMP 2G 软件介绍  21-24
    2.3.1 模块功能介绍  21-22
    2.3.2 重要参数设置  22-23
    2.3.3 回弹量的测定  23-24
  2.4 小结  24-25
3 高强板成形回弹的机理研究  25-32
  3.1 引言  25
  3.2 弯曲回弹机理  25-28
  3.3 侧壁卷曲回弹机理  28-30
  3.4 其他形式回弹机理  30-31
  3.5 小结  31-32
4 高强度钢板回弹的影响因素研究  32-42
  4.1 引言  32-33
  4.2 材料性能的影响  33-35
  4.3 几何形状的影响  35-36
  4.4 模具因素的影响  36-38
  4.5 成形方式的影响  38-39
    4.5.1 弯曲与拉延的影响  38
    4.5.2 压边力与拉延筋的影响  38-39
  4.6 回弹主要影响因素正交设计分析  39-41
    4.6.1 实验设计  40
    4.6.2 实验结果分析  40-41
  4.7 小结  41-42
5 汽车高强度板覆盖件回弹控制方法研究  42-49
  5.1 引言  42
  5.2 理论控制方法  42-43
    5.2.1 对于一般弯曲回弹的控制  42
    5.2.2 对于侧壁卷曲回弹的控制  42-43
  5.3 实际工程控制方法  43-45
    5.3.1 设计控制  43-44
    5.3.3 工艺控制方法  44-45
  5.4 侧围门槛加强板的侧壁卷曲回弹控制实例分析  45-48
  5.5 小结  48-49
6 汽车 A 柱回弹控制验证及模具开发  49-61
  6.1 引言  49
  6.2 汽车A 柱建模及工艺性分析  49-52
    6.2.1 拉延及翻边数模的建立  49-50
    6.2.2 模拟计算分析  50-52
  6.3 模具设计  52-56
    6.3.1 拉延模设计结构设计  52-54
    6.3.2 修边模结构设计  54-55
    6.3.3 翻边、整形模结构设计  55-56
    6.3.4 冲孔模结构设计  56
  6.4 调试生产及检测分析  56-60
    6.4.1 调试生产  56-57
    6.4.2 零件检测分析  57-60
  6.5 结论  60-61
7 结论与展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-65
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果  65

汽车高强板成形回弹控制研究

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