【摘 要】
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随着国家汽车产业的逐渐成熟,汽车的产量以及销量一直处于增长状态。即使近两年受疫情以及转型的影响,销量略有下降,但也处于快速回暖的状态中。中国汽车行业目前正处于寒冬期,激发了企业间的强烈竞争与合并。伴随着激烈的竞争,各厂商对于新车型的研发越来越重视,而汽车车身覆盖件的开发、质量以及成本问题正是新车研发中重要的一环。有限元数值模拟技术与优化设计方法的结合,对覆盖件开发和质量提高来说有很大的帮助。本文研
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随着国家汽车产业的逐渐成熟,汽车的产量以及销量一直处于增长状态。即使近两年受疫情以及转型的影响,销量略有下降,但也处于快速回暖的状态中。中国汽车行业目前正处于寒冬期,激发了企业间的强烈竞争与合并。伴随着激烈的竞争,各厂商对于新车型的研发越来越重视,而汽车车身覆盖件的开发、质量以及成本问题正是新车研发中重要的一环。有限元数值模拟技术与优化设计方法的结合,对覆盖件开发和质量提高来说有很大的帮助。本文研究对象为某车型汽车左右后轮罩,模拟其冲压成形过程,结合模拟以及数学方法,重点进行了工艺参数的优化以及回弹的补偿控制。本文主要内容有以下几部分:(1)对零件进行成形性分析,合理安排其冲压工序,根据工序内容进行工艺设计。通过优化板料的形状,减少了废料的产生。并通过对比模拟研究了拉延筋对于板料成形的影响,以及对修边后回弹进行计算分析,模具卸载后,零件内部应力释放,导致回弹过大,形状精度降低。(2)为消除零件过度减薄以及回弹量过大的现象,首先,基于有限元数值模拟,采用响应面法进行优化。以最大减薄率和最大回弹量为优化目标,选取对零件质量影响较大的压边力、拉延筋阻力系数、摩擦系数和凸凹模间隙这四个冲压工艺参数为设计变量,设计了BBD试验,建立了二阶响应面回归模型。其次,对其进行方差分析,并分析四个因素对两个响应目标的作用规律。最后,对响应面回归模型进行求解寻优,获得100组非劣解,选取合适的参数组合作为最优参数组合。按照经过优化的参数组合进行模拟,得到结果为最大减薄率17.0%,最大回弹量4.103mm。(3)经过响应面法优化之后,针对最大回弹量仍旧超出标准的问题,采用Autoform回弹补偿模块对回弹进行补偿控制。首先,设置回弹补偿的区域,回弹补偿系数为1。其次,对其进行回弹计算分析,通过四次迭代补偿,将回弹控制在±1mm之内,并对回弹补偿后的模面进行模拟,分析其成形性。最终,利用经过优化的参数组合以及第四次回弹补偿后的模具型面,进行模具设计、制造、调试以及试生产。试制产品成形质量良好并且能符合焊接以及组装配合精度要求。
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