基于Dynaform的汽車覆蓋件拉延成型數值分析

鄭 崢

(蘇聯合職業技術學院 無錫分院，江蘇 無錫214000)

汽車覆蓋件與一般沖壓件相比，具有材料薄、形狀復雜、結構尺寸大、表面質量要求高、曲面多為空間曲面、配合協調高等特點。 隨著計算機技術的發展，越來越多的覆蓋件模具設計采用CAD/CAE 技術，大大提高了效率，但是工藝參數仍然依賴經驗，需要不斷的試模、修模[1]。

為了提高工藝和模具設計效率， 本文應用Dynaform 對汽車前圍板內側加強板的拉延成形過程進行數值模擬， 并對板料成形極限、板料成形厚度、流動情況以及其他參數進行可行性分析。

1 建立有限元模型

1.1 導入及定位模型

例為如圖1 所示的前圍板內側加強板， 先用UG 進行曲面造型，將補好后的坯料及壓料面的IGS 格式文件導入到DYNAFORM 軟件中，并根據壓料面在拉深方向上距制件的最大距離對其進行定位。 隨后進行網格劃分，其中凸凹模間隙為1.1t。 結果如下圖2 所示。

圖1 汽車前圍板內側加強板

圖2 模具和坯料初始有限元網格

1.2 材料性能參數及工藝參數的選取

坯料為0.7mm 厚的08 鋼， 材料性能參數采用冪次硬化法則σ=Kεn，其中質量密度ρ=7.83g/cm3，硬化指數n=0.23,各向異性參數R0=1.87，R45=1.27，R90=2.17，泊松比μ=0.3，楊氏模量E=207GPa，強度極限σb=710MPa。

壓力機選用單動壓機，模具的運動速度定為500mm/s，毛坯與模具各部件間的靜摩擦系數取0.11，滑動摩擦系數取0.1。在各種參數設定好之后，選擇Full Run Dyna 作為分析類型，輸入計算占用內存，及可進行模擬計算。

2 模擬結果分析

2.1 板料成形極限分析

板料的成形情況及成形極限如下圖3 所示，從圖中可以看出該零件上所有位置處的應變點均未超出成形極限線，表明成形過程是安全的。

圖3 成形極限分析

2.2 板料成形后的減薄及增厚情況

板料成形后的減薄及增厚情況如右圖4 所示， 最大減薄率為18.1%＜20%，最大厚度為0.839mm，有起皺的危險，但是該區域位于修邊線以外。 所以制件的增厚減薄率在成形中是可行的。

圖4 板料減薄率

2.3 材料在成形中的流動情況

材料在垂直于拉深方向上的流動情況如下圖5 所示。

圖5 材料流動情況

2.4 其他參數情況

材料在成形時的力曲線和運動速度曲線如下圖6 和圖7 所示。成形中的能量曲線如下圖8 所示。

3 結論

利用Dynaform 軟件優化工藝參數，查找最佳狀態，避免出現成形障礙，為實際模具設計提供參考，這是降低模具設計成本、減少模具設計周期、提高產品質量的有利保證。

圖6 力曲線圖

圖7 速度曲線

圖8 能量曲線

［1］鐘志華，李光耀.薄板沖壓成型過程的計算機仿真與應用[M].北京：北京理工大學出版社，1998.3-20.

［2］林忠欽.車身覆蓋件沖壓成型仿真[M].北京：機械工業出版社，2004.