补丁板B柱热成形仿真分析及试验研究

补丁板热成形技术可以在提升车身性能的同时,降低总成质量和制造成本,是实现车身轻量化的一项先进技术。以补丁板B柱为研究对象,建立了准确描述补丁板坯料的热成形有限元模型,采用热力耦合分析方法对热成形过程进行仿真分析,给出了补丁板热成形件的厚度和温度分布。以无镀层热冲压Boron钢板为试验材料,进行了补丁板B柱热成形工艺试验,并检测试验件上不同位置的温度、典型截面厚度和力学性能。对比试验结果与仿真结果,验证了补丁板热成形有限元模型的准确性,并给出了补丁板焊点布置原则和补丁区域模具冷却水道优化设计依据。

超高强钢补丁板热成形模具关键控制点研究

高强钢补丁板热成形技术是将两种不同形状尺寸的板料焊接,进行整体冲压和淬火完成制件成形的新技术。补丁板热成形技术在提升整车性能的同时,能够显著降低成本,是实现汽车轻量化一项先进技术。通过对补丁板热成形模工艺设计、结构设计、水道设计、数控加工、装配调试、模具整改各阶段关键控制点进行研究,给出了模具制造各阶段的关键控制点。

乘用车补偿补丁板热变形的焊接夹具及焊接方法

本文提供了一种补偿补丁板热变形的焊接夹具及焊接方法,焊接方法是根据预变形补丁板形状设计并安装调整焊接夹具,通过对预变形补丁板加热形成补丁板,再通过夹持和热变形工位定位判断补丁板是否合格,不合格则调整或修改补丁板,直至合格后将对应的焊接夹具参数进行锁定并存储。在形成补丁板的焊接定位过程中对预计出现的形变量进行反向补偿,最终实现抵消补丁板因焊接后冷却而产生变形的影响.

车身B柱软区与补丁板技术应用研究

首先对C-NCAP侧面碰撞规程的发展趋势进行分析,在此基础上研究应对侧碰的B柱软区与补丁板技术关键设计思路,并探讨B柱热成型软区的主要工艺难点,最后结合实际案例说明B柱软区技术可获得更加理想的变形模式,能有效平衡耐撞性与轻量化设计的需求。

A柱热成形补丁板点焊夹具设计与工艺开发

以某车型A柱热成形补丁板为案例,对热成形补丁板工艺、夹具结构设计、焊接过程管控及以往类似项目案例进行分析,重新对其点焊夹具设计与工艺开发进行研究,重点关注了设计原则、控制变形、防错防漏、自动下料、人机工程、抗剪试验及焊接顺序等方面,并取得实质性效果,为汽车行业补丁板焊接提供了技术依据。

车身纵梁补丁板热成形轻量化设计及优化

为实现某车型前地板下纵梁零件的轻量化设计,消除高强钢冷冲压零件存在的尺寸精度问题,采用补丁板热成形技术对初始设计中的高强钢冷冲压产品结构进行等强度优化设计。在产品优化设计过程中,结合补丁板热成形技术针对零件功能和受载工况对总成进行了材料厚度优化。并使用Pam-Stamp 2G软件对补丁板热成形工艺过程进行模拟分析,预测出成形过程中存在的焊点变形问题。通过对焊点数量、位置的优化设计迭代,经实物验证,消除了焊点变形可能导致的产品失效风险。最终实现总成减重24.1%的同时降低了模具投资。

硼钢A柱补丁板热冲压工艺数值模拟与实验研究

为解决硼钢A柱补丁板热冲压工艺中的焊点优化布置问题,采用热-力耦合的方法建立硼钢A柱补丁板的热冲压分析模型。通过对主板和补丁板间定义点焊单元,实现补丁板的热冲压工艺分析。结果表明:在成形过程中,由于补丁区域板料厚度大于其他区域,导致补丁区域温度一直高于其他区域,对该区域的有效冷却是保证零件性能的必要条件。相比于单层板的热冲压工艺,补丁板在热冲压过程中焊点周围区域是破裂的危险区域。经过焊点优化布置后,原破裂区域的减薄率由34%降低为6%,加工50件仅出现1件焊点开裂,合格率为98%。对于补丁板的热冲压工艺,需要考虑焊点的优化布置来改善焊点周围的成形缺陷。

超高强钢补丁板的热冲压成形工艺

超高强钢补丁板（Ultra High Strength Steel Patchworks,UHSSP）热冲压成形工艺是一种将两种不同形状尺寸的热冲压钢板（USIBOR1500P等）进行焊接,整体加热至930-950℃并保温,之后在模具内完成冲压成形及淬火工序的复杂热冲压成形技术。针对UHSSP热冲压工艺中存在的焊点虚焊、镀层挤出、焊点拉裂等技术难点,采用数值模拟和零件试制等方法,进行了零件结构设计、成形工艺分析和产品质量检测等方面的研究。结果表明,补丁板边界不能设置在主体零件圆角处,补丁板边界与主体零件边界不能完全平齐;优化了焊接电流、焊接时间和冷却时间等点焊参数;确定了热冲压零件的质量检测方法。采用优化后的热冲压成形工艺,成功试制出B柱加强板和顶盖弧形里板等零件,并已实现批量生产,产品尺寸精度及产品一致性均符合装车要求。

基于汽车侧面碰撞安全性B柱结构优化设计

侧面碰撞是重要的汽车安全性评价指标,在汽车发生侧面碰撞时,B柱结构起到重要的缓冲吸能和保护乘员的功能。基于碰撞法规,对汽车侧面碰撞进行分析,采取补丁板结构对B柱进行优化设计。根据侧面碰撞工况特点,建立B柱、安装支架、台车等组成的碰撞模型,对比不同速度下B柱各测点的侵入量、侵入速度和变形量的变化;基于分析结果,对补丁板结构进行设计;对比分析优化前后各参数的变化;将设计方案应用于某车型的优化设计,并进行试验验证。结果可知:在B柱碰撞变形关键区域增加补丁板进行局部强化,B柱其它区域不做强化处理的方法实现轻量化设计;采用补丁板结构的B柱设计可在降低侧面碰撞侵入量的同时实现B柱轻量化效果,较原设计重量减轻29.2%,各位置测量点的侵入量最高减少18.6%(D4位置);将该补丁板结构应用于某车型改进设计,仿真计算与试验侵入量相对偏差小于5%,改进B柱结构后的轿车碰撞仿真模型也较为准确,侧面碰撞试验中改进后的被试品轿车各项乘员安全评价指标全部达到法规要求;对比结果表明设计方法的准确性,为同类设计提供重要参考。

基于侧面碰撞特性的B柱总成轻量化设计分析

基于侧面碰撞吸能特点,对B柱总成进行轻量化设计。从材料、工艺、结构等方面入手,对原B柱外板和加强板进行轻量化设计,采用热成形材料替换、增加补丁板和激光拼焊等3种方案进行设计,采用侧面碰撞仿真分析对方案进行可行性验证,并将设计方案综合应用到实际车型中对方案进行检验。结果表明:3种方案均可实现轻量化设计;热成形材料替换方案的最大侵入量和侵入速度最优,材料的碰撞安全性最高;在满足碰撞安全性的前提下,激光拼焊方案和热成形材料替换方案的轻量化效果基本相当,所研究的案例轻量化效果达到减重16%左右;综合应用分析方案,在满足碰撞安全性法规的前提下,实现减重20%,同时仿真与试验误差控制在15%以内,表明研究结果可以应用于实际车型设计。

汽车侧面碰撞安全性B柱结构优化设计

以安全性、轻量化为指标要求,探索提出一种汽车侧面碰撞安全性B柱结构补丁板加强优化方案,并以实际案例进行应用测试分析。补丁板加强优化方案采用局部加强的方式,在B柱结构关键位置焊接补丁板,其中,优化结构中的B柱结构材料为DP780,厚度为1.2 mm,补丁板的加强板材料为DP780,材料厚度为1.0 mm,优化的B柱结构重量仅有2.9 kg。以某型轿车侧面碰撞为例的模型模拟仿真测试,布设5个测点,设定3种工况,检测不同工况下运用原设计加强方案和补丁板加强方案的入侵量最大值,对比相同工况下两种不同加强方案应用下的侵入量最大值,从而判断B柱结构补丁板加强优化方案是否可靠。实例应用测试结果表明,补丁板加强方案的侵入量最大值更小,3种工况下的应用均可以降低汽车B柱侵入量,40 km/h、50 km/h、60 km/h工况的下降幅度分别为23.57%、18.60%、18.60%。补丁板加强优化方案可靠,能够有效降低汽车侧面碰撞期间B柱侵入量。