薄壁構(gòu)件沖壓成形和碰撞仿真分析及多目標(biāo)優(yōu)化.pdf

1、薄壁構(gòu)件沖壓成形質(zhì)量與碰撞性能設(shè)計(jì)一直是制約汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度與品質(zhì)的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)通常只單獨(dú)考慮了沖壓成形質(zhì)量?jī)?yōu)化或者耐撞性優(yōu)化。沖壓成形所產(chǎn)生的厚度變化、等效塑性應(yīng)變和殘余應(yīng)力會(huì)對(duì)碰撞性能產(chǎn)生一定影響。考慮到?jīng)_壓效應(yīng)的影響，本文通過(guò)建立薄壁構(gòu)件沖壓成形和碰撞仿真的有限元分析框架，采用多目標(biāo)優(yōu)化方法，將沖壓成形質(zhì)量和耐撞性能同時(shí)作為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，為薄壁構(gòu)件沖壓成形質(zhì)量與碰撞性能設(shè)計(jì)提供一種新的思路。優(yōu)化結(jié)果顯示了

2、一些影響薄壁構(gòu)件成形質(zhì)量和碰撞性能的因素，同時(shí)最優(yōu)解集也為實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)不同性能要求的設(shè)計(jì)提供了參考。
　　首先，對(duì)本課題的研究背景和意義進(jìn)行了闡述，研究了國(guó)內(nèi)外薄壁構(gòu)件沖壓優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)及耐撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)沖壓成形和碰撞仿真的有限元數(shù)值模擬算法及相關(guān)理論進(jìn)行了介紹。
　　其次，本文以方形截面薄壁梁為研究對(duì)象，運(yùn)用有限元仿真軟件對(duì)其進(jìn)行了沖壓成形仿真和回彈模擬計(jì)算，以開(kāi)裂程度，減薄率和回彈量來(lái)評(píng)價(jià)沖壓成形效果，然后將

3、厚度，等效塑性應(yīng)變和殘余應(yīng)力等沖壓信息映射到碰撞仿真模型中，對(duì)薄壁梁進(jìn)行碰撞仿真分析，以吸能特性和峰值力大小來(lái)評(píng)價(jià)薄壁梁的耐撞性能，建立了薄壁構(gòu)件沖壓成形和碰撞連續(xù)仿真的有限元分析框架，為多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)建立有限元模型。
　　最后，本文通過(guò)選取薄壁梁的截面尺寸和沖壓工藝參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，以提高薄壁構(gòu)件沖壓成形質(zhì)量和耐撞性能為目標(biāo)，基于所構(gòu)建的有限元分析模型建立多目標(biāo)優(yōu)化模型，利用多目標(biāo)方法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。根據(jù)實(shí)際情況選取合適的優(yōu)化