吉林大学学报(工学版) ›› 2019, Vol. 49 ›› Issue (5): 1608-1614.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20180764

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汽车前地板成形有限元数值模拟

李欣1(),孙延朋1,王丹1,陈军绪2,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:2018-07-20 出版日期:2019-09-01 发布日期:2019-09-11
  • 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)

Finite element numerical simulation for automobile front floor forming

Xin LI1(),Yan-peng SUN1,Dan WANG1,Jun-xu CHEN2,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:2018-07-20 Online:2019-09-01 Published:2019-09-11

摘要:

以某汽车前地板为例,运用有限元软件Autoform进行了成形过程数值模拟分析。通过模拟分析预测了板料成形过程中拉深不足、起皱、失效等缺陷;通过调整压边力大小、拉延筋参数、凸凹模间隙和摩擦因数,对模拟的结果进行优化,获得了一组最适合实际生产的工艺参数。在设置变强度双重拉延筋的基础上,最佳的工艺参数条件为:压边力为650 kN,成形力为5200 kN,凸凹模模具间隙为0.8 mm,摩擦因数为0.15。基于模拟结果进行成形实验,得到了合格的成形件,有效地缩短了模具的开发周期,降低了设计成本。

关键词: 材料合成与加工工艺, 汽车覆盖件, 数值模拟, 有限元方法, 拉延筋

Abstract:

Taking the front floor of a car as an example, the finite element software Autoform was used for numerical simulation analysis of forming process. The defects such as splitting, wrinkling, and failure during the forming process of the sheet metal were predicted through simulation analysis. By adjusting the size of the blank holder force, the drawbead parameters, the offset between the punch and the die, and the friction coefficient, the simulation results were optimized to obtain a set of the most suitable parameters for actual production process. After setting the variable strength double drawbeads, the optimum conditions for the process parameters are: blank holder force is 650 kN, forming force is 5200 kN, the offset between punch and die is 0.8 mm and the friction coefficient is 0.15. Based on the simulation results, a forming experiment was carried out and a qualified forming part was obtained, which effectively shortened the development cycle of the die and reduced the design cost.

Key words: materials synthesis and processing technology, automobile panel, numerical simulation, finite element method, drawbead

中图分类号: 

  • TG386

图1

前地板三维模型"

表1

冲压工艺方案"

工序号工序内容设备
OP10拉延J36-800
OP20修边冲孔JE36-400
OP30斜楔修边冲孔JE36-400
OP40翻边JE36-400

图2

基准点和冲压方向"

图3

工艺补充中的水滴状凸起"

图4

冲压工艺过程"

图5

有限元模型"

图6

未设置拉延筋的模拟结果"

图7

设置完拉延筋的模拟结果"

图8

优化拉延筋后的拉延筋系数"

图9

零件在650 kN压边力下的模拟结果"

图10

拉延过程中力的变化"

图11

模具间隙为0.8 mm时的模拟结果"

图12

最大失效随模具间隙的变化曲线"

图13

减薄率随摩擦因数的变化曲线"

图14

优化参数后的模拟结果"

图15

实际生产的拉延件"

图16

最终的模拟结果"

图17

最终的冲压件"

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