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汽车行李箱盖冲压数值模拟及工艺参数稳健优化

夏建新  
【摘要】: 汽车覆盖件作为汽车车身的主要零件,其质量对整车的性能及外形美观至关重要,质量要求高。汽车覆盖件结构较大,形状不规则且复杂,在成形中非常容易出现拉裂、起皱等现象。 随着计算机技术的发展,采用数值模拟技术对板料进行冲压成形仿真模拟,预测可能产生的成形缺陷,寻求适用于汽车覆盖件成形过程的优化方法,为模具工艺分析和设计提供指导,具有重要的工程意义和研究价值。产品的稳健性优化设计作为提高产品设计质量的有效方法,在工程设计领域特别是汽车工程领域越来越得到人们的重视。 由于90%以上的覆盖件质量问题都是因为冲压拉延成形工序的不合理设计所导致,本文以汽车覆盖件行李箱盖外板为研究对象,针对冲压拉延成形进行研究。利用数值模拟软件ETA/DYNAFORM,建立冲压仿真有限元模型,进行冲压拉延仿真数值模拟。对行李箱盖外板冲压成形的影响因素进行研究,分析了材料模型、模具间隙、拉延筋、冲压速度、摩擦系数和压边力等各因素对覆盖件冲压成形的影响,得出各因素的有效值范围。 行李箱盖外板冲压拉延成形的工艺参数优化是一个多因素多目标问题,针对该问题的特点,采用本文的稳健优化设计方法。一种改进的基于响应面模型的稳健设计,该方法结合了正交试验设计和回归分析的优点,并引入满意度函数,进行多目标优化。得出关键因素在噪声因素影响下的稳定优化设计方案为压边力375KN,摩擦系数0.1165。并将所得的关键工艺参数的稳定优化设计方案进行数值模拟仿真,在非关键因素的噪声影响下进行试验,并分析板料厚度最大减薄率和最大增厚率的变化差值,都在0.01%以内,验证稳健优化设计解的合理性,本稳健优化方法在冲压拉延成形的工艺参数优化中可行,可以很好的在冲压工艺优化中应用,运用到汽车覆盖件的冲压成形中。


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