覆蓋件面畸變機理及控制研究.pdf

1、 面畸變是汽車覆蓋件表面產(chǎn)生的局部起伏，其起伏高度一般在幾十到幾百微米，是由于板料從光滑的基準(zhǔn)面向面外變位并具有某種程度的擴展而形成的表面缺陷。面畸變問題的存在是目前汽車覆蓋件尤其是轎車外覆蓋件表面質(zhì)量的最重要影響因素。 本文通過對覆蓋件形狀及沖壓成形特點的分析，建立了利用柱面扁殼和雙曲度扁殼零件研究面畸變的幾何模型。分析了扁殼零件的成形特點及控制方法。提出了回彈和面畸變的測量方法。研究了柱面扁殼和雙曲度扁殼的面畸變及回彈

2、特征，同時給出了評價方法。推導(dǎo)了面畸變二維評價指標(biāo)的公式，研究了面畸變評價指標(biāo)的幾何本質(zhì)及物理意義，同時將二維面畸變評價指標(biāo)推廣到三維面畸變評價指標(biāo)，并用柱面扁殼、汽車前翼子板及雙曲度扁殼實例驗證了所提出的面畸變指標(biāo)的可靠性。 以柱面扁殼為例，建立了與試驗?zāi)Ｐ拖嘁恢碌挠邢拊獢?shù)值模型，對其成形、回彈、切邊的全過程進行了數(shù)值模擬。研究表明：成形結(jié)束時板料能夠完全貼模，不存在面畸變現(xiàn)象；對比模擬和試驗結(jié)果，柱面扁殼回彈后面畸變沿柱面方

3、向均呈M型分布，且面畸變數(shù)值大小符合的較好；柱面扁殼切邊后面畸變沿柱面方向均呈U型分布，且面畸變數(shù)值大小符合的較好。這為面畸變形成機理的數(shù)值模擬研究奠定了基礎(chǔ)。通過數(shù)值模擬，得到了成形、回彈、切邊過程中的應(yīng)力、應(yīng)變信息，結(jié)合試驗結(jié)果提出了面畸變形成的機理，并用汽車發(fā)動機罩板驗證了面畸變形成機理分析的可靠性。 以柱面扁殼為模型，研究了回彈和面畸變的相關(guān)性。研究表明，任何減小回彈的控制措施對面畸變的降低都是有益的。利用彈塑性小變形理

4、論推導(dǎo)了柱面扁殼回彈量的理論解。試驗與理論相結(jié)合分析了不同成形條件對回彈的影響規(guī)律，并進一步研究了回彈控制機制。 以柱面扁殼為例，數(shù)值模擬和試驗相結(jié)合研究了壓邊力、拉深筋、壓料面形狀等成形工藝因素對面畸變的影響規(guī)律；研究了屈服強度、硬化指數(shù)，厚向異性指數(shù)、硬化強度等材料性能因素對面畸變的影響規(guī)律；研究了板料厚度和凸模曲率半徑對面畸變的影響規(guī)律。數(shù)值模擬和試驗相結(jié)合研究了減小和消除面畸變的局部加壓工藝，研究了加壓墊片厚度、方向、位