基于数值分析的汽车A柱加强板模具型面改进

汽车覆盖件A柱加强板要求产品外观洁净光滑,无起皱无裂痕,并且尺寸精度高便于焊接,以及具备合格的刚度。由于实际冲压中受力情况复杂,加之A柱加强板的形状比较复杂,以及高强度钢板的采用导致实际生产中容易产生拉裂、起皱或者回弹及拉毛等质量问题。为彻底解决此类质量问题并降低试模生产带来的模具生产时间成本,提高模具生产效率与质量,决定采用硬化模型引入有限元数值分析结合实际验证对产品试制生产过程进行分析,再采取针对性的解决方法对成型模具型面进行改进,解决内加强板生产出现的拉裂、起皱以及回弹等质量问题,提高覆盖件生产的质量与效率。结果证实数值分析方法在模具制造中准确有效。

基于CAE仿真的A柱加强板开裂问题分析

以某厂某车型A柱加强板为研究对象进行分析，对前期在现场调试中产生的开裂问题通过CAE模拟进行对比研究，分析了零件开裂缺陷产生的原因，并对模具进行处理、零件改进设计，消除了A柱加强件开裂问题，效果明显。

基于Autoform的A柱加强板热成形工艺研究

A柱加强板作为汽车生产的关键部件,热成形钢应用较为广泛。热成形应用于汽车工业能够较好地解决超高强钢的破裂、起皱、回弹等问题,但是具体零件在实际生产中的工艺参数较难确定,所以对零件工艺方法的制定和工艺参数的设置显得极其重要。文章选取某一车型的A柱内加强板,以最大减薄率和最大回弹量作为研究目标,通过改变板料初始温度、模具温度和冲压速度3个关键变量,确定最佳的成形工艺参数,研究发现:在800～1 000℃范围内,随着板料初始温度的升高,零件最大减薄率先减小后增大,零件的回弹呈现较为直接的下降趋势;模具温度在室温～100℃范围内,板料的最大减薄率和回弹的变化量较小;随着冲压速度的增加,最大减薄率先急剧增大后趋于平缓,回弹变化相似,最终确定最佳的工艺参数,为实际工装开发和工艺参数设定提供指导作用。

基于蓝光扫描逆向工程的某汽车A柱加强板冲压成形回弹补偿

针对某汽车A柱高强钢加强板零件,首先设计了弯曲→切边冲孔→翻边冲孔→整形切边共4道工序,并进行了全工序模拟,模拟结果显示,零件成形性好、工艺可靠。针对由回弹造成的零件尺寸超差问题,基于蓝光扫描逆向工程技术,对初次试模零件进行蓝光扫描和逆向建模,并将其与零件初始设计模型进行对比,获得了零件的回弹量,并基于此结果对模具进行型面补偿。对回弹补偿后的零件进行检测,30个测量点的尺寸公差均满足设计要求。试验结果表明:该种基于蓝光扫描逆向工程的冲压成形回弹补偿方法是可行、有效的,能够避免反复试模,缩短模具开发周期。

A柱加强板热成形拐角开裂起皱优化

对汽车超高强度硼钢A柱加强板拐角开裂、起皱问题的优化方法进行了研究。利用CAE仿真软件AutoForm创建分析模型,进行热成形冲压仿真模拟分析,分析结果表明,该A柱加强板的拐角处易出现开裂和起皱现象。重点对起皱、开裂问题的原因进行了分析,认为产品结构不合理和工艺补充不优是造成拐角起皱、开裂的主要原因。从产品结构、工艺补充、坯料尺寸方面,经过多轮优化分析,有效地解决了A柱加强板拐角处的成形性问题。依据最优方案进行热成形工艺模具结构设计,经过铸造、机加、研配制造出满足设计要求的模具结构,并进行上机现场调试,调试结果与前期CAE分析结果一致。研究结果表明,前期CAE优化分析结果可以有效地指导现场生产调试,解决了拐角处的成形性问题,最终调试出合格产品,减少了零件开发的成本和周期。

车辆A柱加强板热冲压工艺的NSGA-Ⅱ多目标优化

为了提高车辆A柱加强板的热冲压质量,提出了响应面法与NSGA-Ⅱ算法相结合的工艺多目标优化方法。以最小化冲压件的最大减薄率和最大增厚率为优化目标,选择板料初始温度、摩擦系数、上下模压料力等作为优化参数,使用Box-Behnken方法设计了4因素3水平实验,依据Autoform有限元软件得到了实验仿真结果。基于二阶响应面法,拟合质量参数-工艺参数之间的非线性关系,经决定系数法检验,响应面法的拟合精度较高。通过基因编码将优化问题转化为寻优问题,使用NSGA-Ⅱ算法搜索到多目标优化的Pareto前沿解。选择Pareto解集中的一个优化方案:初始温度为947.25℃、摩擦系数为0.429、上模压料力为3.06 MPa、下模压料力为1.05 MPa。经仿真和实验验证,优化后冲压件的最大减薄率均值减小了6.79%,最大增厚率均值减小了8.47%,说明优化后冲压件质量明显提高。另外,优化后冲压件的标准差略有下降,说明优化后冲压件质量的一致性略有提高。