激光拼焊板制車門內(nèi)板沖壓成形數(shù)值仿真.pdf

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1、第30卷第l5期農(nóng)業(yè)工程學報、，0l-30NO．15462014年8月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringAug．2014激光拼焊板制車門內(nèi)板沖壓成形數(shù)值仿真余天明1，李頌2，蘭巍，鄭磊。，厙軍威(1．吉林大學汽車工程學院，長春130022；2．空軍航空大學航空理論系，長春130022：3．中國第一汽車集團公司技術(shù)中心，長春130011)摘要：激光拼焊板制車門內(nèi)板不僅可以優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)，還可以有效降低車門內(nèi)板重量，但激光拼焊板

2、制車門在成形中容易出現(xiàn)破裂和焊縫移動的現(xiàn)象。針對激光拼焊板制車門成形中容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，為提高零件工藝設計的效率，利用Dynaform軟件對其建立了沖壓成形的有限元仿真模型，在數(shù)值仿真過程中，對焊縫處采用共節(jié)點的簡化建模方式，通過對沖壓邊界條件的調(diào)整，確定了壓邊力為1050kN、拉深筋高度為6．5mm和摩擦系數(shù)為0．O5的充分潤滑狀態(tài)，仿真和試驗結(jié)果表明：車門內(nèi)板沖壓成形后的焊縫處的厚度的計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)具有良好的一致性，并預測焊縫向薄板方向的最大移動量為6．61mm。和實測值7．31mln的誤差

3、為0．7mm，能較準確預測焊縫的移動量，驗證了仿真模型的準確性。該研究方法可為激光拼焊板制車身覆蓋件的工藝設計及模具設計提供指導和依據(jù)。關(guān)鍵詞：數(shù)值仿真；沖壓成形；激光；焊接；車門內(nèi)板；焊縫移動doi：10．3969~．issn．1002—6819．2014．15．007中圖分類號：U463．8文獻標志碼：A文章編號：1002—6819(2014)一15—0046—08余天明，李頌，蘭巍，等．激光拼焊板制車門內(nèi)板沖壓成形數(shù)值仿真[J]．農(nóng)業(yè)工程學報，2014，30(15)：46—53．YuTianm

4、ing，LiSong，LanWei，eta1．Numericflsimulationofformabilityoftailorweldedblanksforautodoorinnerpanel[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2014，30(15)：46—53．finChinesewithEnglishabstract)元對焊縫處建立有限元模型[9-21]。殼單元和體

5、單元O引言的建模方式要求對焊縫處建立11-nn-i)<1mIn的網(wǎng)格，在汽車車身的制造工藝中，激光拼焊板是近年這樣兩側(cè)的母材對應也要建立很細小的網(wǎng)格，使參來車身覆蓋件大量應用的新型工藝技術(shù)，對于汽車與計算的網(wǎng)格數(shù)量巨大，計算時間長；梁單元的建輕量化起著重要作用【lJ。采用激光拼焊板后由于焊模方式在計算的過程中不能采用網(wǎng)格的自動加密縫處的力學性能與原材料相比發(fā)生了變化，零件的算法，也增加了計算的時間。成形性和單種板材有很大的不同，在沖壓過程中容本文利用Dynaform軟件對激光拼焊板制車門易發(fā)生破裂、

6、焊縫移動等問題【2J。為了解并掌握該內(nèi)板建立沖壓成形仿真有限元模型，模型中對焊縫板材的沖壓成形特性，需要通過沖壓試驗或仿真來處采用厚薄兩側(cè)鋼板共節(jié)點的處理方式，得到變形進行深入分析。前后板厚的變化和焊縫移動的距離，并通過試驗驗沖壓成形仿真能夠縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，而證此建模方法的可行性和仿真結(jié)果的合理性，為激在激光拼焊板沖壓成形的數(shù)值計算中，焊縫的存在光拼焊板零件的工藝制定提供依據(jù)。增加了建立有限元模型的復雜性，因此對于采用激1成形件工藝分析光拼焊板的零件進行沖壓成形數(shù)值仿真時，焊縫和焊縫附近的熱影

7、響區(qū)的處理方式是主要研究的問本文所研究的是如圖1所示的某轎車的后車門題[31。目前，國內(nèi)外均已開展了對焊縫處建立有限內(nèi)板。由于該零件的形狀復雜，并且不具有對稱性，元模型的研究，主要有采用梁單元、殼單元和體單所以考慮左右車門成雙拉深。該零件成形的工序為：落料(厚板薄板分別落料)、激光焊接、成雙拉深、整形、修邊沖孔與翻邊修邊沖孔。成雙拉深收稿日期：2013．1l—l4修訂日期：2014．07—06的坯料尺寸為1280nlnlx1680mm。由于零件的尺基金項目：國家自然科學基金項目(51375201)：

8、吉林大學科學前沿與交叉學科創(chuàng)新項目(450060481059)寸很大而且深度變化很大，所以很難保證各部分的作者簡介：余天明(1977一)，女，博士，講師，主要從事車身輕量化成形效果，況且本文所采用的坯料是由厚度為1．2及先進制造技術(shù)研究。長春吉林大學汽車工程學院，130022。和0．65rain激光焊接而成的激光拼焊板，薄側(cè)板板Email：ytm0406@126．tom第15劃余天等：激光拼焊板制車門內(nèi)板沖壓成形數(shù)值仿真47厚只有0．65mm，所以在拉深時很容易拉裂。