高強(qiáng)度鋼板扭曲回彈特性及控制方法研究.pdf

1、扭曲回彈是沖壓成形過程中常出現(xiàn)的一種回彈形式,隨著汽車用鋼強(qiáng)度的提高,扭曲回彈更加明顯。汽車零件產(chǎn)生的扭曲回彈非常難以控制,往往涉及到對(duì)零件型面的調(diào)整,風(fēng)險(xiǎn)較大且工程繁瑣,使得工程師對(duì)于采用高強(qiáng)度鋼板的零件比較慎重,然而基于汽車輕量化和安全性的考慮,高強(qiáng)度鋼板在汽車車身上的應(yīng)用越來越普及。扭曲回彈控制不了,會(huì)嚴(yán)重影響整車的裝配精度和增加焊裝的難度,因此,扭曲回彈問題一直是汽車工業(yè)界和學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　 本研究基于工程實(shí)際應(yīng)

2、用,首先從實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種扭曲回彈形式進(jìn)行歸類和總結(jié),分析了產(chǎn)生扭曲回彈零件的基本特征,并對(duì)產(chǎn)生扭曲回彈的基本原因和影響因素進(jìn)行了探討研究。本文提出了高強(qiáng)鋼零件沖壓后扭曲回彈問題的分析方法、評(píng)價(jià)方法和控制方法。
　　 本研究的主要工作包括以下幾個(gè)方面:
　　 1.在廣泛調(diào)查扭曲回彈現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,對(duì)容易產(chǎn)生扭曲回彈的汽車車身零件進(jìn)行了分類,研究整理出高強(qiáng)鋼零件沖壓后產(chǎn)生扭曲回彈的主要基本特征。通過實(shí)際零件如A柱鉸鏈加強(qiáng)

3、板、門檻件等零件的扭曲回彈現(xiàn)象分析,提出零件的“抗扭剛度”和“殘余扭矩”是導(dǎo)致扭曲回彈的主要原因,并提出了常用的減小扭曲回彈的方法和工藝。
　　 2.提出一種考慮特征截面卷曲回彈的解析法用于預(yù)測(cè)特征截面的回彈量,并將卷曲效應(yīng)疊加到回彈角的計(jì)算結(jié)果中,使得預(yù)測(cè)方法更加準(zhǔn)確,通過U型沖壓實(shí)例對(duì)該方法進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明該解析算法具有較高的計(jì)算精度。提出基于該解析法預(yù)測(cè)零件整體扭曲回彈趨勢(shì)的方法,將扭曲回彈定義為“初始回彈”和“相互影

4、響”兩個(gè)過程,通過解析法分析截面的初始回彈,結(jié)合零件的形狀特點(diǎn)分析不同截面之間的相互影響作用,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)零件扭曲回彈趨勢(shì)的預(yù)測(cè),并對(duì)具有拐角特征、變截面特征等的典型零件的扭曲回彈趨勢(shì)進(jìn)行了實(shí)例分析。
　　 3.分析了汽車沖壓件產(chǎn)生扭曲回彈的基本特征,即不平衡拉深特征、變截面特征和拐角特征,以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),采用科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法結(jié)合仿真分析手段分析了這些特征產(chǎn)生扭曲回彈的基本原因,并以這些基本特征為基礎(chǔ),研究了汽車零件的基本特征尺寸、

5、沖壓材料、成形工藝等因素對(duì)扭曲回彈的影響規(guī)律。
　　 4.提出可用于預(yù)測(cè)實(shí)際零件扭曲回彈趨勢(shì)和規(guī)律的截面運(yùn)動(dòng)法,該方法采用回彈前后典型截面的運(yùn)動(dòng)參數(shù)作為零件扭曲回彈的評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)零件的扭曲回彈進(jìn)行了量化,通過特征截面和扭曲回彈參數(shù)描述零件的扭曲回彈。應(yīng)用實(shí)例表明,該方法能夠較準(zhǔn)確地計(jì)算復(fù)雜零件的扭曲回彈量,對(duì)指導(dǎo)汽車零件扭曲回彈的控制具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
　　 5.提出了一種基于截面運(yùn)動(dòng)規(guī)律的扭曲回彈控制方法,該方法應(yīng)用截