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文檔簡介
1、加入WTO后,隨著全球經(jīng)濟一體化的不斷發(fā)展,我國汽車業(yè)面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。當前最緊迫的任務是,將先進的科學理論和方法,特別是數(shù)字化信息技術應用到我國汽車工業(yè)的研發(fā)工作中,在技術引進和消化吸收的基礎上,建立具有自主知識產(chǎn)權和較強市場競爭力的企業(yè)核心技術和開發(fā)平臺,迅速擺脫我國汽車業(yè)受制于國外企業(yè)和創(chuàng)新能力低下的局面。在車身制造過程中,覆蓋件的設計和模具設計及加工占整個車身設計和加工周期的60%左右,縮短這一時間就意味著加快新車型的開發(fā),縮短產(chǎn)
2、品投放市場的周期。而在汽車覆蓋件的沖壓過程中,其技術難點是沖壓工藝的制定和模具設計,合理的沖壓工藝及高質量的模具,不但能提高沖壓件質量,還能提高生產(chǎn)率,降低廢品率。
本文將逆向工程技術與汽車覆蓋件成形過程仿真技術結合,對某車型的前翼子板進行了逆向建模和拉延成形模擬的研究,其主要內容如下:
(1)分析了接觸式測量與非接觸式測量方法中各種測量方式的技術原理,比較了它們的優(yōu)缺點,并著重研究接觸式測量技術為主的數(shù)據(jù)采
3、集方式。
(2)數(shù)據(jù)測量是逆向工程中的首要階段。本文利用三坐標測量機,結合某汽車公司實際生產(chǎn)的汽車前翼子板,詳細論述了點云數(shù)據(jù)采集流程、技術要點等,而后,在逆向工程軟件IMAGEWARE中對覆蓋件的點云進行了點云精簡、點云去噪等數(shù)據(jù)預處理工作,通過對翼子板點云數(shù)據(jù)的預處理,從中摸索出逆向工程數(shù)據(jù)預處理的一般操作流程,從而減少數(shù)據(jù)處理的盲目性,提高效率。最后,詳細敘述了造型流程及技術要點,主要過程包括曲面重建規(guī)劃、曲面編輯、
4、曲面整合等,特別對NLJRBS曲線曲面構造的方法、步驟進行了研究,在UG軟件中,通過NURBS曲面對汽車翼子板進行了模型重構。
(3)板料成形是一種復雜的力學過程,它是包括幾何非線性、材料非線性、接觸非線性的強非線性問題。由此可見,一個板料成形數(shù)值模擬系統(tǒng)涉及到了多個學科。本課題對沖壓成形過程中材料內部的微觀結構變化和應力應變狀態(tài)進行了理論上的分析,介紹了仿真方案的選擇過程,并選定的動態(tài)顯式算法、顯式殼單元接觸模型進行了研
5、究,建立相應的數(shù)學模型,選擇合適的材料本構關系、屈服準則,根據(jù)計算精度和設計要求,對模具體和板料選擇合適的單元類型,將其網(wǎng)格化,最后引入有限元分析軟件進行數(shù)值計算。
(4)CAE的建模。本文根據(jù)板料變形的特點,依據(jù)大變形彈塑性有限元理論建立了彈塑性有限元系統(tǒng)。并深入研究了板料成形過程的數(shù)值模擬計算的一些關鍵性技術:屈服準則的選擇、單元的選擇、接觸界面的處理等。最后,根據(jù)該覆蓋件的實際形狀和經(jīng)驗為零件添加了工藝補充面和壓料面
6、,并建立了覆蓋件的有限元模型。應用EAT公司開發(fā)的板料成形模擬軟件DYNAFORM,對復雜形狀汽車覆蓋件的成形過程進行三維有限元數(shù)值模擬,分析其沖壓成形過程中板材成形性。
(5)翼子板殼成形的拉深過程主要有單次拉深和兩次拉深兩種,由于單次拉深效率高、模具制作簡單,故以單次拉深工藝為研究對象更具有實際意義。通過大量的計算機模擬計算,確定了沖壓方向、壓料面,工藝補充面、凹??趫A角半徑、壓邊力以及拉深筋的設置等影響成形質量的幾個
7、主要因素。如:壓邊力過小容易產(chǎn)生起皺,而如果過大會使金屬流動阻力太大從而產(chǎn)生破裂;拉深筋可以增大進料阻力,有利于斜坡部分的形成,提高了翼子板剛度和減少因變形不足而產(chǎn)生的回彈、松弛、扭曲、波紋及收縮等,防止拉深成形時懸空部位起皺和畸變。通過對比分析各因素對模擬成形結果的影響,確定了它們合適的取值,從而可以對翼子板的成形工藝作出較為合理的優(yōu)化,提高了該翼子板成形的質量。
綜上所述,復雜形狀的汽車覆蓋件是一種應用廣泛而又成形復雜
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