Numerical Study on Welding Line Behavior of Deep Drawing TWB Process

The FEM technology is used to analyze the welding line movement behavior of deep drawing TWB sheet with different thickness. It is found that high stress fields are concentrated around the welding line and large residual stresses are left. The effect of the welding line movement is like a rigid string and the selected nodes of the thin part near the welding line show the related larger strain.

TWB结构汽车后纵梁轻量化方案可行性研究

以某汽车的后纵梁为例,建立汽车后纵梁结构简化模型作为有限元仿真模型,参照C-NCAP碰撞标准关于车辆碰撞测试要求,以碰撞能量吸收和加速度峰值为衡量目标,设计一种将激光拼焊板结构应用于后纵梁的轻量化方案,并与点焊搭接结构方案作对比。结果表明,基于激光拼焊板结构的汽车后纵梁轻量化方案相对于点焊搭接结构方案具有更好的耐碰撞性能和明显的减重效果。

TWB汽车覆盖件成形工艺参数优化

针对TWB汽车覆盖件成形裕度不足,焊缝区域拉延易开裂问题,以应用TWB的某车型前门内板为研究对象,采用试验法与有限元分析相结合的方式,基于正交试验快速筛选出造成前门内板拉延焊缝区域开裂的主要工艺参数,分析了主要工艺参数对前门内板成形性的影响规律。以焊缝区域最大减薄率为评价项目,依次研究了压边力B.H.F.、摩擦系数μ、第一刺破刀高度H1、第二刺破刀高度H2和薄板宽度W对前门内板成形质量的影响。运用极差和方差分析,确定了各工艺参数对焊缝区域最大减薄率影响的主次顺序以及工艺参数取值为:B.H.F.=1000 kN,μ=0.13,W=1044 mm,H2=11 mm,H1=10 mm。利用最优工艺参数组合对前门内板进行成形仿真,并在此基础上进行试模验证,获得了成形质量良好、具有较高裕度的零件,焊缝区域最大减薄率为19.1%,满足质量判断标准。

TWB技术在天窗加强框轻量化设计中的应用

以天窗加强框为考察对象,在整车环境下进行整车刚度、整车模态、顶压、雪压和外板抗凹分析,提取了对天窗加强框最敏感的整车扭转刚度工况,并根据该工况进行天窗加强框的激光拼焊(TWB)设计,通过厚度灵敏度优化分析,找到了天窗加强框的最佳厚度匹配方式,在保证各项性能不下降的同时,实现了天窗加强框的轻量化设计。

贴体包装对湿豆皮保鲜品质的影响

目的研究贴体包装对湿豆皮在贮藏过程中保鲜品质的影响。方法分别设置贴体包装+脱氧组、贴体包装组、非贴体包装+脱氧组、非贴体包装组,研究贴体包装及其在是否脱氧的环境下对湿豆皮保鲜品质的影响。结果贮藏期间,进行贴体包装处理的2个实验组对菌落总数的抑制效果均优于非贴体包装处理的2组,第6天时,非贴体包装+脱氧组的菌落总数已高达7.72 lg(CFU/g),极显著大于贴体包装+脱氧组,可见即使采用有利于保鲜的脱氧技术,非贴体包装依然会促使微生物生长。同时贴体包装比非贴体包装能更显著抑制脂质氧化、褐变、TVB-N含量增加、剪切力降低。结论光靠脱氧处理不能很好地解决非贴体包装带来的负面影响,而通过采用贴体包装的方式能更有效地延缓湿豆皮的品质劣变。

基于正交试验和神经网络的激光拼焊板回弹预测

准确预测和有效控制拼焊板成形回弹,研究各因素的影响及其交互作用具有重要意义。以U形件拼焊板为研究对象,通过数值模拟、正交试验和神经网络相结合的方法,考察多个工艺参数对拼焊板回弹的交互作用,建立拼焊板回弹的BP神经网络预测模型,对U形件拼焊板的回弹进行预测和控制。结果表明,板料参数、焊缝位置、压边力、模具间隙、凹模圆角等均对拼焊板回弹有重要的影响,并存在交互作用;建立的BP神经网络模型能很好地预测U形件拼焊板在各参数影响下的回弹变化趋势,和给定一组工艺参数下的拼焊板回弹量,为拼焊板的回弹控制提供了可靠的依据。神经网络技术在拼焊板回弹预测中的应用,为拼焊板成形优化研究提出了新思路。

拼焊板冲压成形中的焊缝移动分析

将拼焊板盒形件分解成包含横向或纵向焊缝的U形件拼焊板,从分析简单U形件拼焊板出发,考虑压边圈类型及压边力大小和分布、焊缝位置和方向等因素的作用,研究盒形件拼焊板金属流动规律和焊缝移动原因及移动趋向。研究结果表明:横向焊缝移动是由于厚薄两侧的负载能力和负载差异引起的;纵向焊缝移动是由于侧壁主应变的差异引起的;盒形件底部的焊缝具有U形件横向焊缝的移动特征,盒形件裙边和侧壁上的焊缝移动的原因不同于U形件的纵向焊缝,且移动方向也不尽相同。

多学科优化设计在拼焊板车门轻量化中的应用

采用均匀拉丁方实验设计方法进行了样本数据设计,并且采用移动最小二乘响应面方法构建了拼焊板内板门系统的刚度、强度、侧碰安全性多学科系统的近似模型。利用连续二次规划优化方法对此近似模型进行了优化,将拼焊板内板焊缝线位置及各板件的厚度作为设计变量,在使车门系统的下垂刚度、强度及侧碰性能得到提高的同时,使得车门系统质量得到较大程度的减小。

基于数学形态学的激光拼焊熔池图像处理研究

基于拼板激光焊接工程中的实时检测系统,应用数学形态学中的相关图像处理技术,提出了一种新的熔池图像处理流程模型,并通过实验得到了三种清晰的熔池边缘图像,同时验证了该模型的正确性。将算法与经典算法进行比较,证明了该算法对于激光拼焊的适用性和鲁棒性。

高强钢B340LA与B1500HS钢激光拼焊板热冲压淬火性能

用质子光谱仪、光学显微镜、维氏硬度计等手段研究低合金高强钢B340LA与超高强硼钢B1500HS激光拼焊板焊接后的热冲压淬火特性。结果表明,拼焊板母材B340LA钢随着冷却速度的增加其相变点发生偏移,维氏硬度略有增加。拼焊板母材B1500HS钢随着冷速的增加硬度迅速提高。光学显微镜观察,当冷速超过30 K/s时母材B1500HS钢基本转化为马氏体组织。通过维氏硬度计测量,发现焊缝至母材过渡区硬度值平滑过渡,保证母材及焊缝力学性能良好的连续性。由于热冲压淬火后母材及焊缝区域显微硬度平滑过渡,应力应变分别更趋均匀,可显著提高低合金高强钢与超高强硼钢激光拼焊板拉深成形性。

基于拓扑优化的拼焊板后背门轻量化设计

将拼焊板技术应用于汽车轻量化设计,提出了基于拓扑优化的拼焊板轻量化设计方法。通过SIMP(solid isotropic material with penalization)法拓扑优化确定分块数目以及焊缝线位置。再以板件厚度作为设计变量,利用序列二次规划法进行多目标优化。运用该方法对某SUV车型后背门进行了轻量化设计,在保证拼焊板后背门各种刚度和模态性能指标的前提下,达到了轻量化的效果。具有工程实际意义。

拼焊板保险杠横梁耐撞性的离散优化设计

为实现汽车设计的耐撞性和轻量化,将高强度钢拼焊板(TWB)结构运用到保险杠横梁,结合多目标离散优化方法,进行优化设计。运用Hypermesh软件,建立了原保险杠模型和拼焊板保险杠模型,并用LS-DYNA软件进行验证。横梁内、外板均由厚度不同的5块高强度钢板焊接而成。以提高保险杠横梁的吸能量,控制质量增加为优化目标,进行横梁三点静压仿真试验,对板材的材料和厚度参数进行迭代优化。结果表明:优化后的拼焊板保险杠横梁吸能量提高81.66%,质量只增加8.96%;从而满足了耐撞性和轻量化的要求,并具有更好的变形模式和碰撞载荷特性。

拼焊板焊缝方向对其单向拉伸性能的影响研究

为提高拼焊板成形性,用单拉实验来研究拼焊板焊缝方向对其拉伸性能的影响.采用解析、实验和有限元法研究了拼焊板焊缝方向对其综合延伸率、失效模式的影响.结果表明,当焊缝角度较小时,失效表现为焊缝开裂;随着焊缝角度增大,平均延伸率非线性减小,且变化速率逐渐减小.当焊缝角度超过一定值后,失效变为薄侧母材开裂,并随着焊缝角度增大拼焊板综合延伸率逐渐增大,且增大的速率逐渐减小.在失效模式转换时,焊缝角度相应存在一个临界点,这一临界角度大小主要依赖于焊缝和薄侧母材性能.适当的焊缝角度有利于拼焊板成形性能的提高和失效模式的控制.

基于Dynaform的拼焊板冲压成形压边方法研究

拼焊板技术是板料成形的先进制造技术,具有减少生产成本、降低车重、降低油耗、提高整体性能等优势,已经广泛应用于汽车行业中,但拼焊板成形时存在的破裂、起皱及焊缝移动等问题也相当严重,合理施加压边力可以改善和解决拼焊板成形中的这些问题。本文基于Dynaform平台采用有限元模拟的方法研究拼焊板冲压成形压边方法及其对模具受力、焊缝移动及工件成形质量的影响;基于不破裂前提,从合理压边间隙控制中获得常压边力控制所需的恒定压边力。模拟结果表明:固定压边间隙方式较恒定压边力作用方式有利于板料的冲压成形、减小焊缝的移动和改善模具的受力情况,同时有助于获得拼焊板恒定压边力控制值,提高效率,固定压边间隙法是拼焊板冲压成形中一种有效的压边方法。

差厚拼焊板充液拉深焊缝移动及厚度的研究

基于Dynaform分析软件,建立了差厚拼焊板充液拉深盒形件的有限元模型,对相同材料、不同差厚比的板料充液拉深盒形件进行了数值模拟。结果表明,针对不同差厚比的拼焊板,合理控制薄、厚板两侧压边力的大小及分布规律可有效地改善盒形件拉深过程中的焊缝移动量以及减小盒形件各变形区域厚度变化量,这对提高拼焊板的成形性以及对拉深工艺参数的优化提供了理论依据。

随行程变化变压边力拼焊板盒形件成形性能研究

焊缝两侧材料变形不均匀引起的焊缝移动和成形性能下降是拼焊板成形过程中需要解决的难题,变压边力技术可以增大成形工艺调整范围、提高冲压件成形质量。本文在拼焊板成形过程中加载随行程线性渐增变化的变压边力,并应用动力显式数值模拟软件模拟差厚拼焊板盒形件的成形过程,研究变压边力控制对拼焊板成形性能的影响。结果表明,在相同的焊缝移动量下,线性渐增变压边力与定常压边力相比增大了引起焊缝移动的薄侧变形区域材料的长度,缓解了薄侧材料的应变集中,提高了拼焊板成形性能。

基于激光拼焊技术的汽车B柱结构优化设计

利用激光拼焊技术对某轿车B柱进行结构材料一体化设计,在轻量化设计的前提下对其入侵位移和入侵速度进行控制以满足整车侧碰安全性能.根据C-NCAP碰撞法规建立该轿车侧碰有限元模型,并验证了模型的准确性.基于网格节点变形技术创建B柱参数化模型并定义3个结构设计变量和2个材料类型设计变量,以其质量、中部最大入侵位移和最大入侵速度为优化目标,以其上部和下部最大入侵位移和最大入侵速度为约束条件,结合径向基(RBF)近似模型和非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)对B柱结构进行多目标优化设计,获得Pareto优化前沿,并讨论妥协方案验证对B柱多目标优化设计的效果.

拼焊板成形极限图特征研究

对不同条件下拼焊板成形极限图的特征进行了研究,从弱侧材料先达到变形极限的角度来诠释拼焊板成形过程中的破裂现象。拼焊板成形极限图临界线的位置高低仅由破裂处材料的属性(材料性能与厚度)来决定,影响因素的不同所改变的是其破裂时所能获得的极限应变状态的范围。

汽车车身激光拼焊板国内外研究进展

汽车车身激光拼焊板是车身轻量化的重要途径之一,而其成形性能是它在车身上应用的关键。本文中对国内外激光拼焊板的最新研究成果进行回顾与分析,从成形极限、变形行为与预测方法、拼焊板成形影响因素和拼焊板设计技术4个方面对拼焊板的研究成果进行了综述,并指出存在的问题和进一步深入研究的方向。

激光拼焊板综合强度比及其动态变化规律研究

在综合考虑板厚和材料硬化能力变化对拼焊板母材强度差异影响的基础上,提出激光拼焊板综合强度比理论模型,并建立了其显式关系式。基于激光拼焊板平面应力状态本构关系的理论研究,在三种典型变形状态下探讨了同材差厚激光拼焊板综合强度比的动态变化规律,并分析了弱侧母材应变状态的变化情况,获得了板厚比对拼焊板母材强度差异以及弱侧母材应变状态变化的影响规律,为深入研究拼焊板冲压成形性能提供了理论参考。