汽车覆盖件冲压模具CADCAE技术的研究.pdfVIP

声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南林学院或其它教育机构的学位或证书而使 用过的材料，与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示了谢意。 签名：邀煎 日期：塑里里．鱼!呈 关于论文使用授权的说明 本人同意：西南林学院有权保留论文的复印件，可以采用影印、缩印或其他复制 手段保存论文；提交论文一年后，允许论文被查阅和借阅，学校可以公布论文的全部 或部分内容。 (必威体育官网网址的论文在解密后应遵守此规定) 签名：二塑阻导师签名：i担日期：色翌里丛 II 捅要 加入WTO后，随着全球经济一体化的不断发展，我国汽车业面临严峻的挑战。 当前最紧迫的任务是，将先进的科学理论和方法，特别是数字化信息技术应用到我国 汽车工业的研发工作中，在技术引进和消化吸收的基础上，建立具有自主知识产权和 较强市场竞争力的企业核心技术和开发平台，迅速摆脱我国汽车业受制于国外企业和 创新能力低下的局面。在车身制造过程中，覆盖件的设计和模具设计及加工占整个车 身设计和加工周期的60％左右，缩短这一时间就意味着加快新车型的开发，缩短产品 投放市场的周期。而在汽车覆盖件的冲压过程中，其技术难点是冲压工艺的制定和模 具设计，合理的冲压工艺及高质量的模具，不但能提高冲压件质量，还能提高生产率， 降低废品率。 本文将逆向工程技术与汽车覆盖件成形过程仿真技术结合，对某车型的前翼子板 进行了逆向建模和拉延成形模拟的研究，其主要内容如下： (1)分析了接触式测量与非接触式测量方法中各种测量方式的技术原理，比较了 它们的优缺点，并着重研究接触式测量技术为主的数据采集方式。 (2)数据测量是逆向工程中的首要阶段。本文利用三坐标测量机，结合某汽车公 司实际生产的汽车前翼子板，详细论述了点云数据采集流程、技术要点等，而后，在 逆向工程软件IMAGEWARE中对覆盖件的点云进行了点云精简、点云去噪等数据预 处理工作，通过对翼子板点云数据的预处理，从中摸索出逆向工程数据预处理的一般 操作流程，从而减少数据处理的盲目性，提高效率。最后，详细叙述了造型流程及技 术要点，主要过程包括曲面重建规划、曲面编辑、曲面整合等，特别对NURBS曲线 曲面构造的方法、步骤进行了研究，在UG软件中，通过NURBS曲面对汽车翼子板 进行了模型重构。 (3)板料成形是一种复杂的力学过程，它是包括几何非线性、材料非线性、接触 非线性的强非线性问题。由此可见，一个板料成形数值模拟系统涉及到了多个学科。 本课题对冲压成形过程中材料内部的微观结构变化和应力应变状态进行了理论上的 分析，介绍了仿真方案的选择过程，并选定的动态显式算法、显式壳单元接触模型进 行了研究，建立相应的数学模型，选择合适的材料本构关系、屈服准则，根据计算精 度和设计要求，对模具体和板料选择合适的单元类型，将其网格化，最后引入有限元 分析软件进行数值计算。 (4)CAE的建模。本文根据板料变形的特点，依据大变形弹塑性有限元理论建立 了弹塑性有限元系统。并深入研究了板料成形过程的数值模拟计算的一些关键性技术： 屈服准则的选择、单元的选择、接触界面的处理等。最后，根据该覆盖件的实际形状 和经验为零件添加了工艺补充面和压料面，并建立了覆盖件的有限元模型。应用EAT 公司开发的板料成形模拟软件DYNAFORM，对复杂形状汽车覆盖件的成形过程进行 三维有限元数值模拟，分析其冲压成形过程中板材成形性。 (5)翼子板壳成形的拉深过程主要有单次拉深和两次拉深两种，由于单次拉深效率 高、模具制作简单，故以单次拉深工艺为研究对象更具有实际意义。通过大量的计算 机模拟计算，确定了冲压方向、压料面，工艺补充面、凹模口圆角半径、压边力以及 拉深筋的设置等影响成形质量的几个主要因素。如：压边力过小容易产生起皱，而如 果过大会使金属流动阻力太大从而产生破裂；拉深筋可以增大进料阻力，有利于斜坡 部分的形成，提高了翼子板刚度和减少因变形不足而产生的回弹、松弛、扭曲、波纹 及收缩等，防止拉深成形时悬空部位起皱和畸变。通过对比分析各因素对模拟成形结