汽车扭梁拉深成形有限元分析与工艺研究文献综述

 2022-11-04 10:11

文献综述

摘要:本文首先介绍了国内外研究现状,以及实际工艺中提出的新的工艺,分析汽车扭梁拉深成形的关键问题,总结解决缺陷的一般方案。最后,提出课题研究方向和方法。

关键词:汽车扭梁拉深成形 DYNAFORM有限元模型

汽车制造产业,是制造业中一个不可或缺的部分,当今的中国已经成为第二大汽车制造国,汽车中大部分的零件都是通过整体冲压制成的[1]。但是由于汽车零件的复杂性,原有的冷冲压工艺已经渐渐跟不上汽车零件制造的需求,尤其像是汽车扭梁这样的复杂零件。

1.国内外研究现状

因为扭梁结构的复杂性,仅仅凭借经验和试验去对其加工工艺进行测试,成本巨大,所以在模拟软件中对冲压过程进行模拟更加的经济效率,那么冲压工程中的模拟的仿真度则显得尤为重要,朱伟[2]指出在使用Dynaform软件过程中常常使用较大的模拟冲压速度,以节省实验时间,但是这样会使实验数据失真。但是过慢的虚拟冲压速度会导致实验时间大大增加,在使用2000m/s的速度,使速度曲线保持正弦形时失真不明显,又能保证一定的实验时间。

Lodovic Courvoisier在论文中指出拉延筋在拉深成形工艺的重要性,但是原有的软件对拉延筋的作用模拟并不准确,而新型的基于有限元分析理论的模拟软件则更加有效。新型软件在进行有限元分析的网格划分阶段,使用CPE4I单元代替CPE4单元[3],使得模拟过程中避免了弯曲过程中人为加上的硬化导致的误差。

扭梁结构复杂,在拉深成形的过程中,容易出现拉裂,回弹的问题。孟冬菊首先使用Dynaform软件对汽车后扭梁采用 的3 mm 厚的 B280VK 钢板模拟仿真[4-5],总结了传统工艺中出现的材料增厚率,减薄率过大的情况,同时指出采用双工序[6]替代原有的单工序,提高了冲压成形的效果。

目前,人们在板料冲压以及有限元在加工工艺中的利用等方面做了大量的工作,获得了宝贵的经验,为模具的设计打下了基础。然而,该课题的对象是汽车扭梁,是不规则细长盒件,在拉深过程,压边力,拉延筋的设置,模具的设置都会产生非常大的影响,情况较一般的盒件件更加的复杂。

2.汽车扭梁的特点

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