冲压仿真成型分析在汽车底板中的应用 - 文章

冲压仿真成型分析在汽车底板中的应用

作者：江铃汽车股份有限公司蔡志武

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摘要：本文结合eta/DYNAFORM 软件在某汽车复杂底板设计及模具制造中的应用，介绍了复杂汽车底板冲压仿真中的经验。
关键字：冲压仿真成型

面对汽车市场越来越激烈的竟争，顾客对汽车质量性能要求也越来越高。汽车界提出3R 战略，即缩短产品的市场化周期、降低产品开发费用和减轻汽车质量。随着计算机技术及有限元技术的发展，有限元仿真分析技术在汽车大型覆盖件的设计及模具制造等方面，已发挥越来越重要的作用，仿真分析技术应用能大大降低成本，缩短生产周期，提高企业的市场竟争力。目前国内外市场上有一些专业化、商品化的板料成型有限元仿真分析软件，如：eta/DYNAFORM，AUTOFORM 等，可以解决成型过程中所遇到的问题，如：可成型性、起皱现象、回弹问题、划痕、吨位预测、拉延筋、模具设计和修改等。本文结合某汽车底板在设计及模具制造中冲压仿真，阐述板料成型有限元仿真分析过程中的一些关键技术问题及eta/DYNAFORM 软件冲压仿真的应用经验。

1 冲压仿真成型分析的实施过程

在应用板料成型有限元仿真分析软件进行覆盖件冲压仿真的过程中，主要包括三个基本部分，即建立计算模型、计算、分析计算结果，其中最主要的工作是建立计算模型。

图1 冲压仿真过程

2 某汽车底板模具冲压仿真成型实例分析的应用

现在某汽车底板模具制造过程中，发现其产品模具制造工艺很复杂，根据模具工艺专家经验分析非常难制造，并且经验无法准确判断其模具制造成功性。为进一步降低开发费用，缩短开发周期，考虑进行相关冲压仿真分析。

2.1 分析数模建立

通过相关三维CAD 软件系统完成有关的CAD 数学模型，以一定数据转换格式（如IGES 等）将曲面数据读入eta/DYNAFORM，再进行网格划分，并且修理这些网格单元交叉、重叠、小空洞等满足分析需要，保证网格单元法向一致。

2.2 分析计算及结果分析（本文采用的单位制为Ton-MM-S-N）

2.2.1 大型板料的初始变形问题

如图1 所示，建立的板料模型没有与下模贴合，而实际冲压中，由于板料自身重力作用下会发生变形，对于汽车底板这样的大型模具冲压仿真计算，板料必须考虑自身重力的作用，图3 和图4 为重力作用下板料的变形应力和位移图。

图2 （上、下）模、板料和压边模型图

图3 当量应力

图4 位移变化

2.2.2 板料重力作用下初始变形后进行压边闭合和冲压成型仿真

该例初步给出成型过程的技术结果。所采用的工艺参数为常用值，没有考虑准确的开口线等因素，在重力作用下板料变形后进行压边闭合和冲压成型仿真计算，结果如下：

图7 厚度变化

图8 减薄率

图9 成型极限图（发生拉裂和起皱）

图10 实际冲压结果图（拉裂）

图11 实际冲压结果图（起皱）

3 应用小结

以上仅为我们应用eta/DYNAFORM 软件进行模具冲压仿真分析，应用验证了该产品在模具制造中存在的缺陷，为产品开发、模具制造等提供理论依据。eta/DYNAFORM 作为一种优秀的钣金成型专用仿真分析软件，具有强大的功能，在公司的钣金件新产品开发及模具制造中应用越来越广泛，从汽车的覆盖件（主要为钣金件）到各类钣金成型件。eta/DYNAFORM 将在汽车模具、部件设计加工方面有效加快新产品的开发进度，大大提高了工作效率，降低成本并提高产品质量，大幅提升和增强企业的技术水平和竞争力。总而言之，eta/DYNAFORM 软件给我们提供了强大而丰富的功能，还有待于大家共同研究、探讨。

参考文献
1 eta/DYNAFORM User’s Manual Version 2.0 [M] Release Date :March 15，1997(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (5/12/2005)


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