吉林大学学报(工学版) ›› 2019, Vol. 49 ›› Issue (4): 1258-1265.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20180303

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手刹固定板冲压成形数值模拟

李欣1(),王丹1,陈军绪2,孙延朋1,谷诤巍1,徐虹1   

  1. 1. 吉林大学 材料科学与工程学院, 长春130022
    2. 一汽解放青岛汽车有限公司, 山东 青岛 266000
  • 收稿日期:2018-04-03 出版日期:2019-07-01 发布日期:2019-07-16
  • 作者简介:李欣(1980?), 女, 副教授, 博士. 研究方向:材料合成与加工工艺. E?mail:li_xin@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51101072);吉林省科技发展计划项目(20150520024JH)

Numerical simulation for handbrake fixed plate forming

Xin LI1(),Dan WANG1,Jun⁃xu CHEN2,Yan⁃peng SUN1,Zheng⁃wei GU1,Hong XU1   

  1. 1. College of Materials Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China
    2. FAW Jiefang Automobile Company Limited, Qingdao 266000, China
  • Received:2018-04-03 Online:2019-07-01 Published:2019-07-16

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119

摘要：

利用有限元模拟软件AutoForm对某车型手刹固定板进行了冲压成形数值模拟，研究了工艺参数对拉延成形质量的影响规律，并分析了原因。采用正交试验优化设计方法进一步优化了工艺参数，并进行了全工序模拟。研究结果表明：在合理设置拉延筋基础上，通过优化工艺参数能够有效控制成形件质量。最佳工艺参数条件为：压边力600 kN、凹模圆角半径6 mm、凹凸模模具间隙1.50 mm、摩擦因数0.15。通过实际实验验证了模拟结果的正确性，说明利用数值模拟可以有效指导实际生产。

关键词: 材料合成与加工工艺, 手刹固定板, AutoForm, 数值模拟, 多目标优化

Abstract:

The stamping process of handbrake fixed plate on the automobile was simulated using the finite element simulation software AutoForm, and the influence mechanism of process parameters on the drawing forming was investigated. Orthogonal experiments were used to optimize parameters and the whole process was simulated. The simulation results indicate that the quality of forming parts is improved by optimizing the process parameters on the basis of the rational design of the drawbead. The optimum condition of process parameters are blankholder force 600 kN, die radius 6 mm, die gap 1.50 mm, friction coefficient 0.15, drawbead coefficient 0.5. The correctness of the simulation results is proved by practical experiments, which means that simulation software Autoform can be applied to guide the actual production.

Key words: materials synthesis and processing technology, handbrake fixed plate, AutoForm, numerical simulation, multi?objective optimization

中图分类号: 

  • TG386

图1

手刹固定板三维模型"

图2

有限元模型"

图3

初始模拟成形极限图"

图4

最大减薄率与最大起皱评判值随压边力的变化趋势"

图5

典型F条件下零件成形极限图"

图6

最大减薄率与最大起皱评判值随凹模圆角半径的变化趋势"

图7

典型R条件下成形极限图"

图8

最大减薄率与最大起皱评判值随摩擦因数的变化趋势"

图9

典型μ条件下成形极限图"

图10

最大减薄率与最大起皱评判值随拉延筋的变化趋势"

图11

拉延筋分布及典型P条件下成形极限图"

表1

正交试验结果及结果分析表"

序列 影响因素 评判标准
A B C D 最大减薄率% 最大起皱评判值%
最佳参数组合 A3 B1 D4 C3
1 A1(400) B1(6) C1(0.13) D1(1.44) 29.8 2.3
2 A1(400) B2(7) C2(0.14) D2(1.46) 29.6 2.5
3 A1(400) B3(8) C3(0.15) D3(1.48) 28.8 2.7
4 A1400) B4(9) C4(0.16) D4(1.50) 28.7 2.5
5 A2(500) B1(6) C2(0.14) D3(1.48) 29.6 2.7
6 A2(500) B2(7) C1(0.13) D4(1.50) 29.7 2.7
7 A2(500) B3(8) C4(0.16) D1(1.44) 29.7 3.0
8 A2(500) B4(9) C3(0.15) D2(1.46) 28.7 2.8
9 A3(600) B1(6) C3(0.15) D4(1.50) 28.8 2.4
10 A3(600) B2(7) C4(0.16) D3(1.48) 29.6 2.5
11 A3(600) B3(8) C1(0.13) D2(1.46) 29.1 2.7
12 A3(600) B4(9) C2(0.14) D1(1.44) 29.3 2.4
13 A4(700) B1(6) C4(0.16) D2(1.46) 30.1 2.7
14 A4(700) B2(7) C3(0.15) D1(1.44) 30.2 2.7
15 A4(700) B3(8) C2(0.14) D4(1.50) 29.5 2.6
16 A4(700) B4(9) C1(0.13) D3(1.48) 29.9 2.5
极差 R 1 0.725 0.625 0.50 0.575 影响程度 A>B>D>C

最优

组合

 A3 B3 D4 C3
R 2 0.3 0.225 0.025 0.125 A>B>D>C A3 B1 D4 C1

图12

最佳参数组合下模拟结果与实际生产实验对比图"

图13

回弹模拟结果"

图14

实际生产手刹固定板零件图"

1 关来德 . 汽车侧围外板A柱拐角起皱的分析及解决方案[J]. 锻压技术，2017，42(4)：50⁃54.
Guan Lai⁃de . Analysis and solution on corner wrinkling of side panel A column for automobile[J]. Forging and Stamping Technology，2017，42(4)：50⁃54．
2 李春光，胡平，郭威 . 汽车覆盖件深拉延有限元仿真过程中的材料塑性与失效模型[J]. 吉林大学学报：工学版，2005，35(3)：277⁃281.
Li Chun⁃guang ， Hu Ping ， Guo Wei . Material plasticity and invalidation model in fem simulation of automobile panels deep drawing[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition)，2005，35(3)：277⁃281.
3 张海波，黎甜，白贺 . 基于Cimatron E的离心泵蜗壳数控加工技术研究[J]. 东北电力大学学报，2013，33(3)：1⁃4.
Zhang Hai⁃bo ， Li Tian ， Bai He . Numerical control processing technology research of centrifugal pump volute based on Cimatron E[J]. Journal of Northeast Dianli University,2013,33(3)：1⁃4.
4 Kawka M , Olejnik L , Rosochowski A , et al . Simulation of wrinkling in sheet metal forming[J]. Journal of Materials Processing Technology，2001，109(3)：283⁃289．
5 肖红波，蔡浩华 ．汽车前翼子板冲压成形工艺优化[J]. 锻压技术，2016，41(2)：35⁃38．
Xiao Hong⁃bo , Cai Hao⁃hua . Improvement of stamping process for car front fender[J]. Forging and Stamping Technology，2016，41(2)：35⁃38．
6 段向敏 . 汽车覆盖件成形数值模拟及拉延筋优化研[D]. 重庆:西南大学工程技术学院，2014.
Duan Xiang⁃min . Numerical simulation and draw bead optimization of automobile panels forming[D]. Chongqing：School of Engineering and Technology，Southwest University，2014.
7 Mehta H S , Kobayashi S . Finite element analysis and experimental investigation of Sheet metal stretching[J]. Journal of Manufacturing Science and Engineering，1973，95(3)：874⁃880.
8 De Moor E ， Lacroix S ， Samek L ，et al . Dilatometric study of the quench and partitioning process[C]∥The 3rd International Conference on Advanced Structural Steels, Gyeongju,Korea, 2006：873⁃879.
9 张早明 . CAE在汽车工业中的应用[J]. 汽车科技，2008(5)：7⁃11.
Zhang Zao⁃ming . Application of CAE in car industry[J].Automobile Science and Technology，2008(5)：7⁃11.
10 Lam Y C ， Brtiion G A ， Deng Y M . A computer⁃aided system for optimal moulding design using a simulation⁃based approach[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2003,22: 574⁃586.
[1] 王家序,蒋倩倩,李俊阳,韩彦峰,张雷,唐挺. 双圆弧谐波传动柔轮齿形参数多目标优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(4): 1194-1202.
[2] 郭昊添,徐涛,梁逍,于征磊,刘欢,马龙. 仿鲨鳃扰流结构的过渡段换热表面优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1793-1798.
[3] 姜秋月,杨海峰,檀财旺. 22MnB5超高强钢焊接接头强化性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1806-1810.
[4] 宫亚峰, 王博, 魏海斌, 何自珩, 何钰龙, 申杨凡. 基于Peck公式的双线盾构隧道地表沉降规律[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1411-1417.
[5] 胡志清, 颜庭旭, 李洪杰, 吕振华, 廖伟, 刘庚. 深冷处理对铝合金薄板冲剪成形性能的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1524-1530.
[6] 夏利红, 邓兆祥. 电子机械制动执行器的整体最优匹配设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 998-1007.
[7] 吉野辰萌, 樊璐璐, 闫磊, 徐涛, 林烨, 郭桂凯. 基于MBNWS算法的假人胸部结构多目标优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1133-1139.
[8] 邱小明, 王银雪, 姚汉伟, 房雪晴, 邢飞. 基于灰色关联的DP1180/DP590异质点焊接头工艺参数优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1147-1152.
[9] 陈俊甫, 管志平, 杨昌海, 牛晓玲, 姜振涛, 宋玉泉. 金属棒试样拉伸和扭转试验应变范围和力学特性对比[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1153-1160.
[10] 梁晓波, 蔡中义, 高鹏飞. 夹芯复合板柱面成形的数值模拟及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 828-834.
[11] 刘子武, 李剑峰. 叶片材料FV520B再制造熔覆层冲蚀损伤行为及评价[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 835-844.
[12] 王登峰, 张帅, 汪勇, 陈辉. 基于疲劳和13°冲击性能的组装式车轮优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 44-56.
[13] 刘纯国, 刘伟东, 邓玉山. 多点冲头主动加载路径对薄板拉形的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 221-228.
[14] 付文智, 刘晓东, 王洪波, 闫德俊, 刘晓莉, 李明哲, 董玉其, 曾振华, 刘桂彬. 关于1561铝合金曲面件的多点成形工艺[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1822-1828.
[15] 张志强, 刘从豪, 何东野, 李湘吉, 李纪萱. 基于性能梯度分布的硼钢热冲压工艺对形状精度的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1829-1833.
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