应用先进高强钢的典型汽车零件辊压成形关键技术及开发

轻量化是汽车技术发展的方向之一,采用先进高强钢是轻量化的重要手段。文章以某应用超高强钢的门槛加强件为研究对象,进行开口型非对称辊压成形典型零件工艺技术研究与样件开发,利用解析和有限元仿真,对影响先进高强钢辊压成形的回弹控制、预冲孔畸变进行研究,获得了优化的设计工艺参数;分析非对称辊压件的纵向弯曲、侧弯、扭转缺陷产生的机理,给出了解决问题的方法;进行应用超高强钢的辊压成形工艺试验,制造了满足尺寸精度要求的典型样件。该研究为大批量产业化应用先进高强钢提供了技术条件。

车身外覆盖件面畸变缺陷模面补偿方法

面畸变缺陷是指车身外覆盖件成形回弹阶段产生的深度在几十至几百微米的局部小凹陷,面畸变缺陷对整车外观质量影响很大,因此在模具设计阶段即通过准确预测面畸变缺陷并进行补偿和控制十分重要。通过有限元仿真分析和试验验证,能够准确预测车门门把手特征件的面积变缺陷。一种抑制面畸变缺陷的模面补偿方法被提出。通过车门门把手特征件和柱面扁壳特征件的有限元仿真,特征件表面反映面畸变缺陷的二维评价指标在经过模面补偿后减少90%以上,验证了提出的面畸变缺陷模面补偿方法的有效性。该方法基于数值计算获得理想的模面几何模型,通过改变板料在成形过程中厚度方向的应力梯度控制厚度方向弯矩导致的面畸变,为模具在设计阶段对板料成形后的面畸变缺陷进行控制提供了依据和解决方案。

铜铝复合板渐进成形回弹缺陷研究

为了讨论不同工艺参数对复合板渐进成形回弹的影响,建立了包含工具头、复合板材和复合界面的三维有限元模型,通过对比T形剥离结果得到复合界面内聚力单元参数,通过实验验证了有限元模型的可靠性。实验结果表明,成形角对双金属复合板渐进成形回弹最敏感,工具头直径对回弹敏感度最低,另外,内聚力单元能有效模拟双金属复合板结合界面,模拟误差仅为7.9%。分析结果表明,单层下压量、板厚、工具头直径都与回弹量成正相关,成形角与回弹量成负相关,成形角从30°增大至60°时回弹量减小21%。

轨道车辆侧柱成形缺陷数值分析

主要研究了轨道车辆车体钢结构中侧立柱构件的冲压成形工艺,对截面回弹的主要影响因素压边力、凸模圆角半径、凸、凹模间隙等进行了数值分析和优化,并加以实验验证。实验结果表明,成形件截面回弹量得到有效控制,解决了截面开口量过大问题,获得了高质量成形件。

3种工艺对曲面翻边类零件成形的回弹影响研究

以企业提供的成品模型为基础,利用Dynafom软件模拟了零件在3种不同成形工艺下的回弹情况,并结合实际生产情况,选择针对此类零件的最佳成形工艺。

基于Autoform的汽车侧围回弹补偿分析

目的针对汽车尤其乘用车侧围大量复杂表面经常出现的表面凹陷、大尺寸回弹等质量问题,对回弹过程进行分析研究并加以控制。方法基于数值模拟的方法,采用Autoform软件对汽车侧围表面冲压回弹进行数值模拟预测,将数值计算结果与实际生产经验相结合,对侧围几何模型进行补偿和控制。结果生产的后侧围零件尺寸合格率达到90%以上。结论采用数值模拟对汽车侧围回弹补偿分析,能减少成形过程中的缺陷,提高尺寸精度,有效解决侧围回弹大的问题。

双金属复合管充液压形成形研究

目的促进双金属复合管中空构件在实际生产中的应用与推广。方法通过实验和数值模拟,研究双金属复合管室温下充液压形的可行性,分析内压对管材缺陷的影响,总结主要缺陷形式及缺陷的发生原因。结果室温成形时所需压力仅为15 MPa。对于Fe/Al双金属复合管而言,当其内压增大至17 MPa时,则回弹量很小,通过控制坯料的回弹量即可减小内外管间隙缺陷。成形件壁厚分布均匀,且内压对其影响较小。结论充液压形可在室温下成形双金属复合管。回弹是成形件存在间隙的主要原因,间隙随着内压的增大而减小。

Key technologies of roll forming automobile components with AHSS

Lightweight design is one of the development trends of the automobile industry. An effective way to achieve lightweight auto bodies is to use AHSS （advanced high strength steel ） for the safety components of automobiles. This study has taken doorsill reinforcements made of martensite AHSS as the object ,and performed research on the AHSS roll forming technologies and prototype development of typical asymmetric open components. By means of finite element analysis （FEA） and simulation,studies have been carried out on the springback and edge wave defects during AHSS roll forming ,and an optimized process design has been achieved. The generation mechanisms of vertical bows ,horizontal cambers, twists,pre-punched hole distortion and cut end flare have been analyzed,and solutions to these defects have been given. In addition,tesing of the roll forming process for AHSS has been conducted and typical samples with required dimensional accuracy have been manufactured. This study has provided technical support for the large-scale application of AHSS.

帽形截面冷冲压件的回弹分析及补偿

为解决帽形截面冲压件的回弹问题,通过理论分析,给出了凸模圆角半径对回弹影响的计算公式,并进行了数值模拟,对反弯曲回弹补偿方案的主要参数进行了模拟计算。以某型地铁碳钢车帽形截面侧立柱为典型件,运用回弹分析结果及反弯曲补偿方案进行了工艺与模具的优化设计。成形试验结果表明,试验件截面回弹得到了有效控制,消除了截面开口量过大的成形缺陷。

翼子板内板冲压工艺数值模拟及回弹补偿

构建翼子板内板冲压成形有限元模型,对制件拉延成形过程进行数值模拟;综合考虑材料利用率、塑性应变、面品缺陷及回弹量,确定了制件拼合方式及拉延补充形式。为了提高成形对量产中材料的性能波动、摩擦条件变化、摩擦生热而导致的模具间隙变化等工况的适应性,设计压边力浮动为-10%~30%来确定制件成形裕度,并分析拉延成形压边力的浮动对回弹量的影响。对比制件自由回弹及夹持状态回弹的数值模拟结果,确定回弹补偿基准、回弹补偿策略和回弹补偿区域。数值模拟的回弹结果与调试制件的回弹结果存在一定差异。根据制件生产情况,确定压边力、摩擦因数、屈服强度、抗拉强度、厚向异性指数为主要变量,从制件自由回弹及夹紧回弹的波动情况分析差异性原因。

型材拉弯工艺理论解析研究进展

拉弯工艺是一种可以有效控制弯曲件外形精度的成形方法。理论解析分析作为研究拉弯成形工艺机理与预测拉弯工件成形质量的一种研究手段,目前主要有4种方法:基于弹塑性理论标准载荷法、基于弹塑性理论过程解析法、基于能量泛函数值解析法和基于应变增量理论差分解析法。其中,方法 1能给出工件关于拉伸力和弯矩的成形极限图,以预测在不同截面参数与材料下,工件卸载后的回弹和残余应力的分布;方法 2基于拉弯工艺过程,着重分析截面的应力、应变状态,推算工件卸载后的回弹与拉弯工艺参数的关系;方法 3与方法 4均属于简化后的数值解析方法,分别基于泛函方程和差分方程展开推导,可预测拉弯成形后零件的回弹与截面畸变。针对目前研究拉弯工艺的解析法比较零散的情况,通过对解析法研究型材拉弯成形的相关文献进行分析与总结,提出一个较为可行的研究方向。

板形缺陷板料冲压变形及回弹仿真分析

在实际冲压弯曲工艺中,如果板料带有初始残余应力(板形缺陷),会与弯曲应力叠加,对板料的冲压变形及回弹产生影响。本文基于有限元软件ABAQUS,研究在不同初始残余应力峰值和不同板料厚度下的板形缺陷板料的冲压变形及回弹规律。研究表明:沿板料宽度方向,不同残余应力处的变形及回弹均不均匀,且这种变形及回弹的不均匀随着初始残余应力峰值的增大和板料厚度的减小而愈加明显。

轿车前车门局部表面缺陷分析与改善建议

某车型前门总成制件后部压合边缘存在表面变形的质量缺陷,在白车身及整车的奥迪特评审中,该缺陷等级均为B类项,影响整车外观质量。对总成制件缺陷进行分析可知,前门外板表面本身存在表面变形,前门内板存在一定回弹,二者扣合时压合边缘不贴合,导致总成制件表面出现表面变形的缺陷。经过多轮试验,通过整改前门外板表面变形和内板回弹等问题,均不足以降低或消除该缺陷,进而需要配合整改车门总成压合模具,对总成制件进行反向补偿,使该缺陷得到明显改善,评审等级降低至C类项,达到提升整车质量的目的,为后续车型同类问题的解决提供了参考方法。

基于有限元的汽车外覆盖件面畸变分析

利用有限元及曲率分析技术研究汽车门外板件回弹后造成的表面畸变问题。首先基于商业软件Pamstamp进行门外板成形分析和回弹分析。其次截取回弹后的门外板门把手处网格的截面线,计算截面线各点曲率。依据曲率分析结果,可显示出门外板面畸变位于曲率变化较大区域,与实际零件的面畸变区域对比,仿真结果能较好的吻合。最后讨论了工艺参数对表面畸变的影响及变化规律。

高速动车组转向架侧梁上盖板成形缺陷研究

为了提升高速动车组转向架侧梁上盖板的成形精度,通过Pamstamp-2G有限元软件对高速动车组转向架侧梁上盖板的冲压成形过程进行了数值模拟研究,分析了此类构件直线段弯曲、轮廓精度差及纵向侧弯等缺陷的成因,并提出了相应的缺陷控制措施。结果表明：采取反弯曲措施可以有效控制直线段的弯曲缺陷;基于回弹对模具进行补偿可以明显提高零件的轮廓精度;基于零件结构对成形模具设置导向装置可以有效控制纵向侧弯缺陷。利用所得的缺陷控制方法进行冲压成形试验,成形件直线段平直,轮廓精度良好,纵向侧弯缺陷消除,得到了高质量的成形件,验证了研究结果的正确性。