Sheet Metal Forming Simulation and Its Application in Stamping Process of Automobile Panels

The paper starts with a brief overview to the necessity of sheet metal forming simulation and the complexity of automobile panel forming, then leads to finite element analysis (FEA) which is a powerful simulation tool for analyzing complex three-dimensional sheet metal forming problems. The theory and features of the dynamic explicit finite element methods are introduced and the available various commercial finite element method codes used for sheet metal forming simulation in the world are discussed,and the civil and international status quo of automobile panel simulation as well. The front door outer panel of one certain new automobile is regarded as one example that the dynamic explicit FEM code Dynaform is used for the simulation of the front door outer panel forming process. Process defects such as ruptures are predicted. The improving methods can be given according to the simulation results. Foreground of sheet metal forming simulation is outlined.

车身覆盖件冲压成形面畸变缺陷形成机理研究

面畸变是汽车外板冲压成形中一种常见的零件表面缺陷,对整车的外观质量有很大的影响。以车门外板为原型设计车门把手特征件,分别用探针式表面轮廓扫描仪与油石打磨的方法对零件面畸变缺陷进行检测与扫描,从而确定零件面畸变的分布情况。采用有限元仿真的方法对典型面畸变零件的局部变形特点和残余应力分布进行分析,进而对不同面畸变缺陷形成的力学机理分别进行分析。研究结果表明,局部拉弯变形不充分、弯曲与反弯曲效应、平面拉压作用下的局部屈曲共同构成了面畸变缺陷的形成机理。研究结果揭示了面畸变缺陷形成机理的多样性,为解决汽车外板的面畸变问题提供理论依据。

汽车覆盖件成形数值模拟研究

论述汽车覆盖件成形数值模拟涉及的关键技术，包括退化四节点壳单元应用、有限元计算模型建立、接触摩擦分析及显式时间积分方法等，给出了两个模拟实例。

汽车中央通道冲压回弹及其补偿研究

为了研究回弹量及回弹补偿对冲压件成形的影响,以某车型中央通道为研究对象,针对其型面复杂、模型边界高、成形曲度大的特点,采用有限元分析软件Dynaform5.7.1对其进行成形分析、回弹模拟分析和回弹补偿模拟分析.利用截面法对成形及回弹后的零件进行分析,获得边缘回弹量和角度回弹量;经两次反向修模补偿,得到优化的模具型面;利用优化后的模具型面进行模具设计,并对中央通道进行实际生产验证,结果表明,采用截面法和模具型面补偿法能够使最终生产出的零件的回弹量减小,且成形效果更好.

基于实体拉深筋的汽车覆盖件冲压成形同步仿真技术

基于Siemens NX平台的几何关联和参数关联技术,采用UG/OPEN API开发了汽车覆盖件冲压成形同步仿真系统FASTAMP_NX,该系统实现了CAE分析模型与产品工艺方案CAD模型的同步更新,避免了CAD/CAE之间数据转换导致曲面丢失和精度损失问题,解决了设计频繁变更时CAE重复建模的问题,实现了真正意义上的同步仿真,以某汽车发动机后挡板件的实体拉深筋拉延成形模拟及工艺方案改进为实例,验证了该系统的有效性和实用性。

轿车侧框冲压成形过程的仿真与试验分析

用数值仿真与实验分析方法研究轿车侧框的拉延成形过程．根据计算结果，对成形后的厚度变化和变形余裕度以及侧框成形的材料参数进行了讨论．通过仿真计算和实际冲压结果的比较，评价了覆盖件冲压成形仿真建模的合理性和仿真结果的准确性．结果表明，拉延后侧框在几个拐角处应力明显集中，接近局部颈缩，可能在后续工序中出现颈缩甚至破裂；动态仿真技术可准确地分析覆盖件的冲压成形过程．

板料冲压加工数值模拟中接触摩擦问题的研究

在分析汽车覆盖件形状特征及冲压过程接触状态变化的基础上,提出了基于微分几何和参数曲面的外推式逐级扩散搜索新算法,该方法避免了大量重复接触点的判断和点与曲面之间最短距离的计算,提高了搜索效率。用修正的罚函数法和库仑摩擦定律分别对接触点的法向接触力和切向摩擦力进行计算,并根据接触单元的形状实现了接触力从被接触点到接触单元节点的转化。通过算例分析验证了所用方法的可行性和有效性。

瑞风商务车托架零件冲压成形过程的数值模拟

文章在分析覆盖件成形过程数值模拟的关键技术的基础上,采用数值模拟方法对瑞风商务车右托架零件的拉延成形过程及不同工艺参数对成形结果的影响进行了研究;针对模拟结果中工件出现的缺陷,提出了初步的工艺改进方案,为板材成形工艺设计和生产实践提供有效的理论指导。

覆盖件成形缺陷的数值仿真实例分析

为研究汽车大型覆盖件成形规律,并分析其缺陷成因,介绍了板料成形动态显式有限元数值仿真技术的应用现状、基本理论及应用步骤。通过实例研究了采用有限元数值仿真技术进行覆盖件成形缺陷成因仿真分析的途径。仿真结果表明,采用数值仿真可以分析覆盖件变形规律,了解冲压过程中应力、应变分布及方向,成形极限图分布及缺陷情况,进而改进模具结构和冲压工艺,消除成形缺陷、提高产品质量。数值仿真技术是解决大型汽车覆盖件成形缺陷问题的有效工具。

基于Dynaform的加油口盒成形工艺分析及优化

依靠经验对外形复杂、需要多次拉延才能成形的汽车覆盖件进行模具及工艺设计困难而效率低。基于板料成形模拟软件Dynaform,对某轿车加油口盒的一次拉延可成形性进行了模拟分析。预测该零件在一次成形过程中存在缺陷,由此提出二次拉延成形的工艺方案。针对零件在成形过程中容易出现拉裂和起皱的部位,进行了工艺优化和模拟验证,获得了满意的工艺方案,对该类零件模具工艺设计具有指导意义。

序列响应面方法在覆盖件成形过程优化中的应用研究

为求解覆盖件最佳成形方案,将设计探索转化为满足特定目标和约束的待优化模型;提出采用逐次逼近方法,通过动态多项式响应面技术构造子优化目标和约束的近似响应面进行全局寻优,避免数值模拟易受噪声干扰且响应相对设计变量存在强非线性特征而导致的传统梯度法求解困难和过程发散等问题。该方法无须求解函数灵敏度,在保证拟合精度的前提下,能光滑响应并最大程度减少精确分析计算量,分析前翼子板回弹补偿优化设计实例,证明其具有很高的精度和鲁棒性。

板料对向液压成形模拟算法开发及应用

基于BT壳单元和有限元增量理论开发了板料对向液压成形模拟算法,对液体压强所施加的区域进行判定,并对该区域液压力进行计算。将算法集成到自主开发的冲压成形模拟软件FASTAMP中,适用于复杂汽车覆盖件的对向液压成形。以实际生产的汽车覆盖件卡车顶盖为例,采用实际液压加载曲线进行成形分析。针对成形中的折叠和破裂缺陷,对该加载曲线进行优化,工件的成形质量得到提高。模拟结果与实验结果基本相符验证了对向液压成形模拟算法的准确性和实用性。

铝合金汽车覆盖件冲压成形回弹的仿真研究

简要介绍了用于冲压成形回弹的有限元基本理论,提出了复杂汽车覆盖件成形仿真的模式,并以汽车底座横梁外板为例,利用DYNAFORM软件,对其拉延、切边、冲孔和回弹的过程进行了仿真,通过仿真结果与实验结果的比较,证明了所得到的数值参数和仿真方法能获得比较可靠的仿真结果,对实际生产有一定的指导意义。

瑞风商务车托架拉延成形数值模拟及工艺参数优化

基于逆向工程建立瑞风商务车托架零件的几何模型,并基于Dlymform软件平台对不同工艺参数下该零件的拉延成形过程进行数值模拟。在此基础上,以压边力、拉延筋高度和拉延筋圆角半径作为设计变量,以零件不发生破裂为优化目标,以有限元数值模拟结果作为虚拟样本,建立目标函数的人工神经网络预测模型;将人工神经网络预测模型作为优化算法的知识源,采用遗传算法对压边力、拉深筋几何参数等工艺参数进行了优化设计。试验结果表明,数值模拟、神经网络预测和工艺优化是可靠的,从而可为制定金属板料最佳的冲压成形工艺提供一条先进、合理的途径。

汽车覆盖件成形数值模拟与模具型面设计

以某汽车覆盖件为研究对象,利用板料分析软件Autoform对其进行了冲压方向的确定、压料面和工艺补充面设计、拉延筋设计以及拉延成形过程的数值模拟。通过仿真预测了板料成形过程中拉裂、减薄、起皱等缺陷,并根据模拟结果分析了板料与凸凹模的摩擦、工艺补充面、压边力、拉延筋等因素对缺陷产生的影响,进而调整优化了板料成形工艺参数和模具型面结构,消除了零件成形中的质量缺陷,提高了成形工艺的可靠性,为实际生产中覆盖件冲压工艺确定和模具型面设计提供了参考和依据。

基于Autoform的汽车覆盖件拉深成形数值模拟研究

以典型覆盖件(汽车外轮罩)为研究对象,板料三维成形分析软件Autoform为平台,研究了板料与凸模、凹模的摩擦、压边力、拉深筋等因素对成形性能的影响。通过Autoform的成形仿真预测板料成形过程中减薄、拉裂、起皱等缺陷,同时分析缺陷产生的原因,进而优化板料成形工艺参数和改进模具结构。

CAE技术在汽车覆盖件模具设计中的研究与应用

简要介绍板料成形CAE技术的发展概况,阐述有限元模拟分析软件AUTOFORM的特点和功能。以某汽车覆盖件为例,利用AUTOFORM软件实现汽车覆盖件的模具设计,包括模具压料面、工艺补充面以及拉延筋设计,对覆盖件的成形过程进行模拟和分析,为完善模面设计方案提供依据。数值模拟技术的应用改变了传统的在有限元模拟后依靠CAD软件频繁进行模具修改的方法,在有限元软件内部实现了模具的参数化设计,既缩短了模具设计时间,又提高了模具设计的可靠性。

轿车发动机罩外板成形毛坯尺寸的数值模拟

基于数值模拟技术,采用动态显式有限元分析软件eta/DYNAFORM,对汽车发动机罩外板的成形过程进行研究,通过建立2组共8种冲压仿真模型,针对方板及剪角板板材模型,分析了板材形状、工艺补充尺寸对发动机罩外板成形的影响,确定了合理的板材尺寸,并得出以下结论:板材形状和尺寸对发动机罩外板的成形有显著影响;当板材形状不合适时,在一定范围内调整尺寸可改善成形结果,但不能解决根本问题;剪角板更适合轿车发动机罩外板的成形,若采用方板则需要较大的板材;采用75°剪角板可获得较好的成形结果.

几何因素对轿车外覆盖件面畸变的影响

为研究轿车外覆盖件面畸变的几何影响因素及其规律,设计了尖角形台阶面结构型面,并建立与验证了准确仿真模型,采用试验分析和有限元仿真相结合的方法研究了几何尺寸因素对外覆盖件面畸变程度的影响.结果表明,几何尺寸因素会严重影响尖角形台阶面结构型面的面畸变程度,影响因素包括尖角角度、尖角处圆角半径、台阶面深度与尖角台阶处的上下圆角半径;而且各几何因素对面畸变程度的影响呈现出不同的规律.通过正交试验法研究发现,面畸变程度对台阶面深度和尖角处圆角半径的变化最敏感.这些研究结果可以从零部件几何尺寸优化设计的角度对面畸变的控制起参考作用.

基于Dynaform的覆盖件冲压成形性工艺分析

覆盖件成形难点在于工件数模复杂,工艺性难以确定。而采用计算机数值模拟技术有效地调整工艺方案,可以获得较合理的成形结果。论文基于Dynaform研究数值模拟技术在模具工艺设计中的应用及相关技术问题,对较为复杂的覆盖件成形进行仿真分析,通过实例进行阐述,设计出一整套完整的覆盖件模具,为模具数字化设计与制造提供了思路。