汽车内门板冲压成形CAE分析论文(正式)

上海工程技术大学毕业设计（论文）汽车内门板冲压成形CAE分析1目录摘要.................................................4ABSTRACT.................................................50引言...................................................71绪论...................................................81.1材料成形缺陷分析......................................81.1.1起皱................................................81.1.2破裂................................................91.1.3回弹...............................................91.2CAE技术的发展.......................................101.2.1CAE技术的作用.....................................101.2.2CAE技术的发展.....................................111.3板料成形仿真技术.....................................111.3.1板料成形仿真技术的发展趋势.........................11上海工程技术大学毕业设计（论文）汽车内门板冲压成形CAE分析21.3.2板料成形仿真软件——DYNAFORM.......................131.4CAE技术在汽车覆盖件冲压的应用.......................161.4.1基于Dynaform的汽车覆盖件冲压成形及回弹仿真的研究..172模拟分析及结果分析....................................202.1网格划分.............................................202.2排样结果.............................................232.3模拟过程分析及讨论...................................262.3.1参数一.............................................272.3.2参数二.............................................312.3.3参数三.............................................332.3.4参数四.............................................362.3.5参数五.............................................402.4结果分析.............................................413．结论.................................................43致谢...................................................44参考文献................................................45上海工程技术大学毕业设计（论文）汽车内门板冲压成形CAE分析3译文....................................................48原文说明................................................68上海工程技术大学毕业设计（论文）汽车内门板冲压成形CAE分析4摘要汽车工业在现代工业中已经占有越来越重要的地位，汽车内门板的冲压的技术也被人们迅速地发展了起来。冲压技术和模具是整个过程中的关键，冲压模具的的设计分析可以有效的提高产品的质量，减少产品的浪费，缩短加工周期，防止产品的起皱和开裂现象。冲压成型在汽车制造中是一种十分重要的制造技术，而汽车覆盖件大都采用冲压而成，其模具制造周期影响汽车的制造成本以及新产品开发的周期。通过CAE软件—Dynaform的有限元的分析，对汽车饰件和零件的分析和工艺的优化也越来越普及了，本次论文就是通过CAE软件Dynaform对汽车部件—内门板的igs文件进行分析。经过划分网格，确定冲压的方向和零件层的设置等前期的优化，改变冲压速度，压边圈速度，冲压力等参数对冲压件进行模拟，优化内门板的工艺成形条件。关键词：内门板，CAE，Dynaform上海工程技术大学毕业设计（论文）汽车内门板冲压成形CAE分析5CAEAnalysisAboutWithinthecardoorplankABSTRACTTheautomobileindustryalreadyheldmoreandmoreimportantstatusinthemodernindustry,intheautomobiletheshutterrammingtechnologyrapidlyhasalsobeendevelopedbythepeople.Therammingtechnologyandthemoldareintheentireprocesskey,therammingmoldtheprojectanalysismayeffectiveenhancetheproductthequality,reducestheproductthewaste,reducestheprocessingcycle,preventstheproductthecorrugationandthedehiscencephenomenon.Therammingformationintheautomobilemanufactureisonekindofveryimportanttechniqueofmanufacture,buttheautomobilecoverusestherammingtobecomemostly,itsdiemakingcycleaffectsautomobile'sproductioncostaswellasthenewproductdevelopmentcycle.ThroughtheCAEsoftwareoffiniteelementanalysisofDynaform--ofautomotivetrimandtheanalysisofthecomponentsandprocessoptimizationisbecomingmoreandmorepopular,thisthesisisthroughtheCAEsoftwareforautopartswithintheDynaform--theigsdocumentanalysisplank.Throughthemesh,determinethedirectionandstampingpartsofthesettingof上海工程技术大学毕业设计（论文）汽车内门板冲压成形CAE分析6thelayer,changespeedstamping,optimizeblank-holderspeedandpressureparametersonthestampingsimulation,optimizationprocessofformingconditionswithinthedoor.Keywords:doortrim，CAE，Dynaform上海工程技术大学毕业设计（论文）汽车内门板冲压成形CAE分析7汽车内门板冲压成形CAE研究王晓波0511061070引言冲压是指在常温下利用冲模和冲压设备对材料施加压力，使其产生塑性变形或分离，获得一定形状、尺寸和性能的工件加工工艺。板料冲压加工作为一个标准化生产过程，在汽车、轻工、航空、国防等领域应用非常广泛，在现代工业生产中占有举足轻重的地位。传统的板料冲压加工所具有特点[1]决定了板料冲压工艺及模具的设计主要依靠设计师的经验，缺乏准确、可靠的定量分析与计算，使得设计制造的模具必须经过反复试压修改，甚至需要修改原产品的设计或报废、重制模具后，才能冲出合格制件[2，4]，这一“试错”过程，导致了人力、财力、物力、资源及时间的巨大浪费。另外，随着冲压零件多样性、复杂性和对成形精度要求的日益提高，传统板料冲压加工方法不仅难以保证加工质量，在加工成本方面也毫无优势可言，而且模具开发周期长，难以满足市场对产品提出的低成本、低生产周期、高质量的要求，使企业失去应有的市场竞争力。板料冲压成形仿真技术正是在此背景下提出并发展起来的。该项技术涉及到有关数值方法、力学、材料科学、冲压工艺学、计算机科学、计算机图形学等多门学科的综合应用[5]。其主要任务是帮助确定毛坯几何形状尺寸、预测零件成形过程中的破裂、起皱及回弹等成形缺陷、分析零件的冲压成形性能、对上海工程技术大学毕业设计（论文）汽车内门板冲压成形CAE分析8工艺方案和工艺参数进行优化等。将该项技术应用于工程实际，不仅是改进现有模具设计方式的一个有力手段，也是促进模具工业技术进步、提高生产效率、保证生产质量的关键因素之一，对于先进冲压成形技术的提出和发展具有重要意义。1绪论1.1材料成形缺陷分析板料成形是一个具有几何非线性、材料非线性、边界条件非线性等多重非线性的非常复杂的力学过程。成形过程中会产生各种各样的缺陷，影响零件的几何精度、表面质量和力学性能。总的来说，覆盖件成形的主要缺陷有起皱、破裂和回弹。1.1.1起皱起皱是压缩失稳在薄板成形中的主要表现形式。薄板冲压成形时，为使金属产生塑性变形，模具对板料施加外力，在板内产生复杂的应力状态。由于板厚尺寸与其他两个方向尺寸相比很小，因此厚度方向是不稳定的。当材料的内压应力使板厚方向达到失稳极限时，材料不能维持稳定变形而产生失稳，此种失稳形式称为压缩失稳。毛坯成形中一旦产生皱纹，并残留在制件上，不仅使制件的尺寸精度、表面质量等降低，而且也给加工带来很多问题。因此在板料冲压成形过程中，如何防止和消除起皱，对获得高质量的产品至关重要。解决起皱的问上海工程技术大学毕业设计（论文）汽车内门板冲压成形CAE分析9题可以从产品形状、工序设计、模具设计与制造、冲压技术及材料等方面着手。1.1.2破裂破裂是拉深失稳在薄板冲压成形中的主要表现。在板料成形过程中，随着变形的发展，材料的承载面积不断缩短，其应变强化效应也不断增加。当应变强化效应的增加能够补偿承载面积缩减时，变形稳定地进行下去；当两者恰好相等时，变形处于临界状态；当应变强化效应的增加不能补偿承载面积缩减，并越过了临界状态时，板料的变形将首先发生在承载能力弱的位置，继而发展称为细颈，最终导致板材出现破裂的现象。大型冲压件实际成形过程中的破裂现象，往往由于冲压体形状复杂而呈现多样性。其分类方法一般有两种：一种是按破裂的性质分类，另一种是按破裂的部位分类。防范破裂的具体措施有：修改模具参数；降低成形高度，增加成形工序；选择合理的毛坯形状和尺寸；改善毛坯的表面及外缘质量；增加辅助工艺措施（如工艺涂料、工艺孔等）；选择均匀拉深率。受拉传力区破裂的具体对策有：修正模具参数；选择合理的板料形状和尺寸；改变压边力；改善润滑条件；修正拉延筋的形状、参数以及布局；选择强度指标较高的材料等。1.1.3回弹在板料成形结束阶段，随着变形力的释放或消失，成形过程中储存的弹性变形能要释放出来，引发内应力重组，进而导致零件整体形状改变，上海工程技术大学毕业设计（论文）汽车