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《廣義成形理念之汽車覆蓋器起皺缺陷概述》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、廣義成形理念之汽車覆蓋器起皺缺陷概述1緒論1.1引言汽車工業(yè)是一個國家工業(yè)水平的重要衡量標志，是主要工業(yè)發(fā)達國家和新興工業(yè)國家國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。汽車的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售體系有很強的產(chǎn)業(yè)關聯(lián)性，汽車工業(yè)的繁榮可以帶動國家整體經(jīng)濟、交通、人民生活質(zhì)量等方面的全面進步。2009年以來，我國汽車產(chǎn)銷量己連續(xù)4年位居全球第一，成為世界汽車產(chǎn)銷第一大國⑴，汽車工業(yè)己經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟重要的支柱產(chǎn)業(yè)。2012年末我國私人汽車保有量達9309萬輛，比2011年增長了18.3%[2]。雖然我國己成為世界汽車銷售大國，但汽車研發(fā)制造強國仍是德國、
2、美國等傳統(tǒng)汽車工業(yè)國家。隨著汽車保有量的逐年增加，人們對汽車高品質(zhì)和高性能的需求推動著汽車產(chǎn)業(yè)整體的髙速發(fā)展，也對汽車開發(fā)商和制造廠家產(chǎn)生了巨大的壓力與推動力?？s短汽車研發(fā)周期、提高汽車品質(zhì)及乘坐舒適性、加快汽車更新?lián)Q代速度己成為在日益激烈的汽車市場中立足的決定性因素。汽車覆蓋件是構成汽車主要外觀形態(tài)的薄板受力零件。大多數(shù)汽車覆蓋件是由空間構造復雜、成形尺寸較大、板料厚度較小的自由曲面構成，板料在沖壓過程中容易出現(xiàn)各區(qū)域受力不均的情況，產(chǎn)生起皺、破裂、拉延不足等表面成形缺陷[3]。此外，由于汽車覆蓋件的成形質(zhì)量直接決定汽車外部
3、表面的成形質(zhì)量，因此對覆蓋件的成形質(zhì)量要求非常高。在傳統(tǒng)的覆蓋件成形過程中，通常利用調(diào)整沖壓變量、修改模具等需要較長生產(chǎn)周期的試驗手段達到消除表面成形缺陷的目的，對汽車產(chǎn)品的開發(fā)成本、更新周期和汽車企業(yè)的市場競爭力有著直接影響。隨著數(shù)值分析、塑性成形理論、沖壓仿真技術的不斷發(fā)展，數(shù)值模擬仿真技術已經(jīng)廣泛應用于板料沖壓成形分析領域，有力地推動著板料塑性變形的研究發(fā)展。在利用數(shù)值模擬仿真技術分析汽車覆蓋件的沖壓成形過程時，可以比較準確地預測沖壓變量的變化對板料成形過程的影響，并以該分析結果為依據(jù)對工藝參數(shù)、模具結構等進行相應修正使
4、沖壓件符合產(chǎn)品要求。利用數(shù)值模擬技術可以縮短汽車的研發(fā)周期、減少模具實際時間、降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，因此，汽車覆蓋件的沖壓成形仿真研究具有重要的學術和經(jīng)濟價值。1.2板料成形仿真技術的研究概況板料成形仿真技術的發(fā)展可追溯到20世紀60年代，它的發(fā)展依賴于有限元理論、非線性連續(xù)介質(zhì)力學理論和計算機技術的發(fā)展。Clough教授在1960年首次提出了有限元法（FiniteElementMethod,簡稱FEM)這一概念[4]。有限元法的基本求解思想是將連續(xù)表面劃分為有限個單元集合，在單元內(nèi)根據(jù)微分方程求解，并兼顧各個單元之間的作用利用
5、鋼塑性有限元法模擬板料拉深的沖壓成形過程。1978年，Kim和Kobayashil8]基于軸對稱理論，用鋼塑性有限元法分析了正交各向異性材料的脹形問題。同年，akinouchili3等人利用有限元模型對汽車覆蓋件的模具模擬仿真系統(tǒng)發(fā)展進行了研究，、法國的PAM-STAMP己經(jīng)能夠比較準確地模擬覆蓋件沖)玉成形過程。2起皺缺陷分析的相關理論與工具應用2.1概述由于現(xiàn)有的板料沖壓仿真分析軟件中沒有針對起皺缺陷進行成形狀態(tài)具體判定的軟件功能，在對汽車覆蓋件表面起皺缺陷進行分析時，需要利用相關的理論依據(jù)以及相應的工具，在KMAS-SF
6、T軟件中建立相應起皺分析流程對表面起皺缺陷進行分析。起皺分析的主要理論依據(jù)是廣義成形理論和在變形分析時需要考慮的成形極限曲線。在完善起皺分析模塊功能時，需要用到Lex工具和agic4幾何工具庫中相關部分編寫、生成代碼。此外，在DYNAFORM軟件中可以完成汽車覆蓋件的沖壓成形仿真分析以及對起皺缺陷的手動分析。2.2廣義成形理論廣義成形理論（UniversalFormabilityTheory)是福特公司許言午[51]在多年的實際工程經(jīng)驗基礎上，結合經(jīng)典塑性成形理論，建立的對沖壓金屬件成形質(zhì)量的描述理論，它主要闡述了板材在成形過
7、程中的力學特征，以及不同表面缺陷的產(chǎn)生機理、缺陷形態(tài)、評定依據(jù)和消除方法。在利用有限元方法對板料成形進行仿真分析中，需要計算板料成形過程中的應力、應變和位移等相關信息。在計算等效應力應變的過程中，需要考慮板料的各向異性問題。厚向異性系數(shù)是評定板料壓縮類成形性能的一個重要參數(shù)，它反映了板料在平面方向與厚度方向應變能力的差異。iM直的大小，除決定于材料的性質(zhì)外，也隨拉伸試驗中伸長率的增大而變化。經(jīng)札制的板料在其縱向和橫向的力學性能不同，在不同方向上的值也不同。3汽車覆蓋件起皺缺陷的分析..........193.1概述......
8、....193.2沖壓仿真數(shù)據(jù)預處理..........213.2.1后處理文件的分析..........233.2.2后處理文件的讀取..........233.3成形性狀態(tài)的判定..........243.3.1起皺關注區(qū)的劃分..........243.3.2起皺高度的
