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1、激光拼焊門外板拉延成形的仿真分析
2、第1內(nèi)容加載中...拼焊板(TsoNormalstyle="MARGIN:0cm0cm0pt">近年來，由于社會對節(jié)能、環(huán)保、駕駛安全等要求越來越高，拼焊板的應(yīng)用得到越來越多的關(guān)注。激光焊接技術(shù)由于其能量集中、焊縫窄及熱影響區(qū)小等優(yōu)勢適于在金屬薄板上進行長距離的精確焊接。因此，可以被用來進行拼焊板的焊接加工，實現(xiàn)汽車部件尺寸和材質(zhì)的優(yōu)化配合。它能保證合格的焊縫成形，滿足防腐蝕、高強度和抗疲勞的要求。本文通過對拼焊轎車門外板進桿拉延成形有限元數(shù)值模擬研究，分析了不同板厚組合及不同材質(zhì)激光拼焊板在門外板零件拉延時的成形性
3、能。一、拼焊板失效形式分析拼焊板在不同加載方式下的失效形式如圖1所示。圖1(a)為拼焊板所受力平行于焊縫的變形，由于焊縫處的韌性比基體金屬差，焊縫容易首先破裂。圖1(b)為受力垂直于焊縫的變形，由于基體金屬的抗拉強度低于焊縫處的抗拉強度，使得變形主要集中在基體金屬上，薄板側(cè)基體首先發(fā)生破裂。因此，為獲得到優(yōu)良的成形性能焊縫的方向不宜平行主應(yīng)變方向。二、有限元模型建立通常進行拼焊板數(shù)值模擬時有兩種焊縫處理方法:一是精確地建立焊縫的模型，考慮焊縫和熱影響區(qū)的尺寸、形狀，對焊縫區(qū)劃分有限元網(wǎng)格。二是忽略焊縫類型，只考慮焊縫位盆，焊縫用一條線來代替。在本文研
4、究中由于基體板材的性質(zhì)和成形阻力決定焊縫的運動，而焊縫的局部性質(zhì)并不重要，所以在拼焊板成形過程有限元模型的建立忽略了焊縫類型，只考慮焊縫位置o門外板的主要特征是鉸鏈部位，這個部位因禽要承受門的重.以及經(jīng)常轉(zhuǎn)動和掩擊的緣故，對板材的強度要求最高。使用拼焊板進行門外板成形，可以在這個部位布且厚板或強度較大的板材，以滿足使用要求。這樣，在不籍要額外部件的條件下增強整體強度，如圖2所示為門外板坯網(wǎng)格模型及焊縫布置。對不同厚度板材拼焊板模擬時.板材采用上海寶鋼ST14薄板，材料性能如下屈服強度σs=150MPa,抗拉強度σs=297MPa,應(yīng)變強化系數(shù)K=55
5、6MPa,硬化指數(shù)n=0.23,各向異性指數(shù)R00=2.2、R45=2.0、R90=2.2。模擬中都使用兩種不同板厚的5T14鋼板，不同的方案代表不同的板厚差:方案一板厚組合為1.Ommx1.2mm，方案二板厚組合為O.8mm*1.5mm，方案一的板厚比為1.20，方案二的板厚比為1.875。對等厚不同材質(zhì)拼焊板模擬時，采用美國DQSK及BH210板材，材料性能分別如下DQSK,應(yīng)變強化系數(shù)K=520.4MPa,硬化指數(shù)n=0.232，各向異性指數(shù)R00=1.73、R45=1.35、R90=2.18;BH210,應(yīng)變強化系數(shù)K=562.4MPa,硬化
6、指數(shù)n=O.175，各向異性指數(shù)R00=1.48、R45=1.06、R90=1.75。在模擬時建立的有限元模型如圖3所示。板科采用Belytschko-Tray的薄亮單元，模具劃分為剛性單元，設(shè)定板還材料模型為三參數(shù)Barlat各向異性彈塑性材料，康擦系數(shù)設(shè)為0.125，符合庫侖康擦定律。內(nèi)容加載中...拼焊板(TsoNormalstyle="MARGIN:0cm0cm0pt">近年來，由于社會對節(jié)能、環(huán)保、駕駛安全等要求越來越高，拼焊板的應(yīng)用得到越來越多的關(guān)注。激光焊接技術(shù)由于其能量集中、焊縫窄及熱影響區(qū)小等優(yōu)勢適于在金屬薄板上進行長距離的精確焊接
7、。因此，可以被用來進行拼焊板的焊接加工，實現(xiàn)汽車部件尺寸和材質(zhì)的優(yōu)化配合。它能保證合格的焊縫成形，滿足防腐蝕、高強度和抗疲勞的要求。本文通過對拼焊轎車門外板進桿拉延成形有限元數(shù)值模擬研究，分析了不同板厚組合及不同材質(zhì)激光拼焊板在門外板零件拉延時的成形性能。一、拼焊板失效形式分析拼焊板在不同加載方式下的失效形式如圖1所示。圖1(a)為拼焊板所受力平行于焊縫的變形，由于焊縫處的韌性比基體金屬差，焊縫容易首先破裂。圖1(b)為受力垂直于焊縫的變形，由于基體金屬的抗拉強度低于焊縫處的抗拉強度，使得變形主要集中在基體金屬上，薄板側(cè)基體首先發(fā)生破裂。因此，為獲得
8、到優(yōu)良的成形性能焊縫的方向不宜平行主應(yīng)變方向。二、有限元模型建立通常進行拼焊板數(shù)值模擬時有兩種焊縫處理方法:一是精確地建立焊縫的模型，考慮焊縫和熱影響區(qū)的尺寸、形狀，對焊縫區(qū)劃分有限元網(wǎng)格。二是忽略焊縫類型，只考慮焊縫位盆，焊縫用一條線來代替。在本文研究中由于基體板材的性質(zhì)和成形阻力決定焊縫的運動，而焊縫的局部性質(zhì)并不重要，所以在拼焊板成形過程有限元模型的建立忽略了焊縫類型，只考慮焊縫位置o門外板的主要特征是鉸鏈部位，這個部位因禽要承受門的重.以及經(jīng)常轉(zhuǎn)動和掩擊的緣故，對板材的強度要求最高。使用拼焊板進行門外板成形，可以在這個部位布且厚板或強度較大的
9、板材，以滿足使用要求。這樣，在不籍要額外部件的條件下增強整體強度，如圖2所示為門外板坯網(wǎng)格模型及焊縫布置。對
