拼焊板冲压成形规律及板坯优化设计的研究

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1、中国图书分类号：TG386.41国际图书分类号：621.7工学硕士学位论文拼焊板冲压成形规律及板坯优化设计研究硕士研究生：王磊导师：胡秀丽副教授申请学位：工学硕士学科、专业：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2007年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG386.41U.D.C.:621.7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONTWBSTAMPINGFORMINGANDTWBOPTIMIZINGDESIGNa

2、ndidate:WangLeiSupervisor:A.Prof.HuXiuliAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechanicalManufacturingandAutomationAffiliation:SchoolofMechatronicsEngineeringDateofOralExamination:July,2007Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnolog

3、y摘要摘要近年来，由于资源和环境的原因，整个汽车工业在减轻整车重量，节约油耗方面投入了大量精力。而拼焊板（TWB）作为一种能有效减轻汽车重量，提高汽车整体结构强度的一种新型板料，在汽车工业中得到了越来越广泛的重视和应用。拼焊板是成形之前将两张或多张钢板焊接在一起的复合板料，组成拼焊板的板料具有不同的厚度、材质或表面涂层。由于焊缝及其两侧材料的性能不同，造成拼焊板冲压成形过程中变形不均匀，导致成形性能下降。焊板冲压成形过程中的压边力、板料的厚度差和材质、焊缝位置以及焊缝形状等是影响拼焊板冲压成形的重要因素。在研究上述

4、因素对拼焊板成形规律影响的基础上，本文对组成拼焊板的板坯形状及初始焊缝位置进行了研究。采用数值模拟与实验相结合的方法，应用板料成形的FEM软件eta/Dynaform对拼焊板冲压成形方盒件的过程进行了模拟，采用数值回归方法对焊缝的移动量进行了研究，比较了直线焊缝和曲线焊缝拼焊板的成形性能差异，并且通过实验对拼焊板冲压成形过程进行了研究，对模拟结果进行了验证。模拟和实验研究表明，压边力、板料的厚度差和材质、焊缝位置以及焊缝形状对拼焊板冲压成形极限及焊缝的移动量都具有重要影响，数值回归法是研究焊缝移动量的有效方法，为设

5、计拼焊板的初始焊缝位置和优化拼焊板结构提供了依据。合理地设计压边力、板料的厚度差和材质、焊缝位置以及焊缝形状能够避免拼焊板冲压成形过程中的起皱和开裂等缺陷，减小焊缝的移动量，提高拼焊板的冲压成形性能，获得具有优良的结构和性能的拼焊板零件，同时为进一步解决拼焊板及其成形过程中存在的其他关键性问题提供了研究基础。因此本文的研究内容对合理地设计拼焊板冲压成形工艺具有重要的理论意义和实际应用价值。关键词拼焊板；压边力；焊缝初始位置；焊缝移动；板料厚度差-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInrecentye

6、ars,theautomobileindustrieshavepaidmoreandmoreattentiononweightreductionandfuelConsumption.Tailor-weldedblank(TWB)iscommonlyusedasnewkindsheetmetalinautomotivepanelsmanufacturingtoreduceweightandmakecarbodystrong.TWBconsistsoftwoormoresheetsthathavebeenweldedt

7、ogetherinasameplanepriortoforming.Thesheetscanbenotidentical;theyhavedifferentthickness,ormechanicalpropertiesordifferentcoateachother.SomefactorsareimportantfortheTWB’sformabilitythataretheblankholderforce,differentthicknessandsheetmetal,andweldshapeorpositon

8、.Inthispaper,aftertheeffectsoftheabovefactorsonTWB’sformabilityhavebeenstudied,theshapesofthesheetswhichcomposeTWBandinitialweldpositionhavealsobeenstudiedbasedontheeffects.Inthisp