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汽车覆盖件成形过程数值模拟与优化技术研究

在汽车覆盖件设计过程中,由于技术能力、开发周期和开发成本等诸多因素的限制,技术人员不可能仅依靠大量的传统试错分析对覆盖件的成形方案进行改进。而近年来得到迅速推广的弹塑性有限元数值模拟技术为成形过程设计的自动化奠定了重要基础,并已成为提高车身开发水平不可缺少的重要工具。现有的覆盖件成形研究主要以验证是否能避免出现明显的产品缺陷为主,对于如何在设计阶段提高汽车覆盖件各项性能指标等问题缺乏全面、系统的研究。这主要是由于塑性成形数值模拟的高度非线性和大计算量特征,使得成形过程优化变得非常困难。因此,基于成形过程数值模拟,寻求适用于汽车覆盖件成形过程的优化方法,具有重要的工程意义和研究价值。本文首先阐述了覆盖件成形过程模拟与优化技术的研究背景,其次概述了覆盖件成形过程设计的基本内容,并对覆盖件成形分析方法进行了详细地比较,进而在论述国内外相关领域数值模拟与工程优化技术研究现状的基础上,结合浙江省重大科技攻关项目(021101557),提出  (本文共140页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌大学
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中型卡车顶盖冲压成形数值模拟分析及其优化

汽车整车的开发周期主要取决于其覆盖件。由于汽车覆盖件结构复杂、制造精度及表面质量要求极高,且其成形受很多因素的影响,仅靠工程师的设计经验及传统的“试错法”很难获得高质量的产品,且开发周期长成本高。因此,应用数值模拟及优化技术对提高产品的设计质量、缩短汽车的研制周期、降低生产成本、增强产品的市场竞争力等方面有着非凡的意义。本文以某中型卡车顶盖为例,通过数值模拟及优化技术,探讨其在成形过程中有可能会出现的质量缺陷及解决方法,确定该顶盖最优的模具结构及成形工艺为实际生产提供指导。本文基于板料成形基础理论、冲压数值模拟及优化技术,首先应用DYNAFORM软件对顶盖进行冲压成形的拉延、修边及其回弹的数值模拟,分析了其板料的变形特点并研究了成形过程中有可能会出现的质量问题及相关参数的影响(模具间隙、摩擦系数、压边力及拉延筋阻力);然后,本文建立了成形质量的多目标模型并通过有限元模拟获得了相应的正交试验样本,并在MATLAB软件的环境下设计一...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
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大型汽车覆盖件成形参数优化及模具结构优化设计研究

后地板是车身结构的重要组成部件,其主要起着支撑和减震作用,后地板的安全运行对汽车安全、平稳行驶具有重要影响。随着人们对车内空间和车身安全等方面的要求提高,大型后地板覆盖件的需求也日益增多。冲压模具是制造后地板覆盖件的重要工装设备,其设计周期、成本和成形质量密切的影响着车身研发、制造周期。同时,能源紧缺问题也使得控制模具成本显得较为重要。目前,汽车覆盖件的主要成形参数设计主要依靠反复修模方法以达到成形件质量改善,这极大地增加模具生产制造周期和制造成本;且传统模具的基体筋分布以及大小通常按冲压模具设计手册经验值进行设定,可能会造成模具结构刚度过剩、模具重量超大,增加模具制造成本。为了缩短大型后地板覆盖件模具的生产周期并减少制造成本,本文以某车型大型后地板覆盖件为研究对象,利用有限元模拟软件分析后地板拉延成形出现的成形缺陷,如拉裂、起皱、厚度不均等,设计并优化拉延成形工艺参数,通过生产试制得到了合格的后地板零件,并采用将冲压成形模拟与...  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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汽车覆盖件拉延成形数值模拟研究

汽车车身外形是由许多轮廓尺寸较大且具有复杂空间曲面形状的覆盖件焊接而成,因此对覆盖件的尺寸精度和表面质量有较高要求。车身覆盖件要求表面平滑、棱线清晰,不允许有波纹、皱褶、磕碰划伤、凹陷、拉痕等表面缺陷,此外还要求具有足够的刚性和尺寸稳定性。车身表面质量的好坏取决于覆盖件拉深的结果,而拉深模是拉出合格覆盖件的关键。由于影响拉深件质量的因素主要是起皱、开裂、拉痕和回弹,所以从编制冲压工艺方案到模具设计都必须认真考虑,必要时还要进行冲压模拟,提前发现可能产生的后果,最大限度的避免上述现象产生。当然,即使是完全按照上述方法制造出来的模具也不可能一次合格,还要进行调试,尤其是对拉深模的调试,一般都会出现较多的问题,因此,在拉深模调试过程中,还必须对拉深件的起皱和开裂现象进行仔细分析与研究,并采取相应的措施,保证生产出合格的零件。板料成形过程采用数值模拟这个领域,不但是一个进行研究非常活跃的领域。而且亦是一个获取巨大经济效益的领域。随着计算...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
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复杂形状汽车覆盖件成形过程数值仿真模式的研究

近年来,随着冷冲压技术的不断发展,国内外各大汽车制造企业都将车身外形的设计和制造能力作为衡量汽车,特别是轿车车型开发水平的重要标志,而覆盖件模具正是车身生产的主要工艺装备。汽车覆盖件不同于一般的冲压件,它具有曲面多、尺寸大、材料薄、结构形状复杂、精度要求高等特点,其模具制造技术难度大,成本高,开发周期和质量都难以控制。CAD/CAE/CAM技术作为一种现代设计制造方法,把它引入汽车覆盖件模具生产实际中,可以大大缩短汽车开发周期,提高生产效率和市场竞争力。随着计算机软硬件技术、有限元方法及计算机图形学等学科的迅猛发展,基于数值模拟的计算机辅助工程技术在金属塑性成形领域得到了广泛应用,实现了金属成形过程的计算机仿真。应用三维有限元数值模拟技术研究板料拉深成形工艺,可以获得变形过程金属的流动规律和工件内部应力、应变分布等,是工艺和模具设计的有力工具。近年来,以数值模拟等先进方法解决工业生产中的实际问题已成为金属成形技术的发展方向。本文...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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CAE驱动的汽车覆盖件模面设计系统若干关键技术研究

本文给出了CAE驱动的汽车覆盖件模面设计系统的组成框架、分析了系统的主要模块和工作流程,并且利用有限元网格的相关处理技术和工艺型面参数化设计的方法,对其中的一些关键技术进行了深入的研究。论文的第一章讨论了汽车覆盖件模具设计技术的研究现状,并对汽车覆盖件模具设计中需要解决的一些基本问题作了探讨。第二章介绍了CAE驱动的汽车覆盖件模面设计系统的组成框架、工作流程,并对所要研究的几个关键技术作了详细的说明。第三章在讨论了几种主流的有限元网格生成算法的基础上,介绍了CAE驱动的汽车覆盖件模面设计系统中网格生成器的数据接口、实现流程和主要算法。第四章给出了网格生成器后处理中网格单元形状自适应转换的实现算法和网格下的数据修复算法。第五章提出的零件边界光顺算法是工艺型面参数化设计前处理中最重要的内容。第六章深入研究了基于NURBS和参数化技术生成压料面和工艺补充曲面的方法。第七章针对产品件基于坯料网格的边界延展问题,研究了毛坯边界等距和非等距...  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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汽车覆盖件冲压回弹补偿与控制方法研究

目前在汽车制造领域中考虑安全性的要求,已经有很多汽车制造厂商采用新型高强度材料作为汽车覆盖件材料。为了研究高强度材料汽车覆盖件在冲压过程中的变形,解决变形过程中的回弹问题,本文采用理论与实际相对比的仿真试验研究方式来分析和解决高强度材料的变形回弹问题,从而提出了回弹补偿的具体办法,并通过KMAS软件来实现。具体为:--重点分析了高强度材料的力学特性,建立了基于材料参数的多种本构模型,并研究了其应变规律。--根据有限元的基本理论,建立了仿真过程中的有限元单元模型。--分析了影响材料回弹的物理和机械因素。--通过对高强度材料TRIP700的材料特性以及使用特征的分析,创新的使用可视塑性试验方法并辅助以几何测量学以及摄影照相技术来全面的分析材料在变形过程中的瞬间变化情况,从而了解了高强度材料的变形过程。为其回弹补偿提供了科学的依据。--通过对回弹仿真与实际零件以及CAD数据的对比,建立了回弹仿真的流程,并创新的利用偏差分析法与超声波无...  (本文共209页) 本文目录 | 阅读全文>>