轿车门内板多道次拉深的数值模拟与物理模拟

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1、——一圭查銮望查堂堡主兰些堡兰摘要，一(I板料冲压成形是材料加工的基本方法之一，在汽车工业中占有很重要的地位。目前在汽车生产中，大量汽车零件都是通过冲压成形。例如轿车门内板零件就是一种集多种成形特点于一身的汽车覆盖件，这种零件的成形方式主要就是拉深成形。汽车覆盖件的冲压成形过程不仅影响汽车外观，更影响汽车制造的成本以及新产品的开发周期，从而影响整个汽车产品的综合经济效益。鉴于目前汽车市场的竞争压力，需要一种快速、有效和可靠的上具来支持汽车覆盖件的开发过程，板料成形过程数值模拟技术的发展正为汽车覆盖件的开发提供了有效的分析工具。在板料拉深成形实际

2、生产过程中．经常碰到零件所要求的变形程度超过了材料一次成形所允许的最大变形程度，这时零件无法由一次拉深成形而得，必须采用多道次拉深成形的方法。多道次拉深成形就是将零件拉深成形的总变形量分别分配到各道拉深过程．每次拉深完成一部分变形，最后制成零件。轿车门内板是十分复杂的汽车覆盖件，由于拉深的深度较深，必颁采用两道次拉深才能成形。其毛坯的各个部分在整个变形过程中都具有不同的功能，受力状态及变形性质也大不相同，相互间的作用和影响也非常复荣。准确掌握和合理控制这些规律，对复杂零件的多道拉深成形将具有重要的指导意义。1本文主要针对轿车门内板成形过程展开研

3、究，主要研究材料机械性能参数对轿车门内板多道拉深成形的影响，分析了门内板在第一道拉深后主要机械性能参数的变化，然后针对这些变化修正第二道拉深成形的实验设计，同时还研究了各种工艺参数对轿车门内板多道成形的影响。研究方法采用数值模拟和物理模拟技术相结合的方法。通过数值模拟结果系统深入的分析了轿车门内板成形过程及特点，并通过物理模拟结果证实了数值模拟结果的可靠性。最后采用人工智能技术对部分工艺参数如压边力等实现了优化。，一f本文建立了研究轿车门内板多道次拉深工艺参数影响的物理模拟系统，并针对轿车门山板的主要成形特点，建立了轿车门内板的简化模拟模型。在

4、建立物理模拟系统的过程中．运用数值模拟方法，对轿车门内板模拟件进行仿真运算．然后与真实件的计算机仿真结果进行对比，来验证物理模拟系统的可靠性。通过分析大量的数值模拟结果，我们可以看到门内扳模拟件能够反映出真实门内板的成形特点。这说明本物理模拟系统是可靠的。本文深入研究了板料成形过程的数值模拟运算的一些关键’}生技术：根据算法提出了数值模拟软件的选用原则．分析了有限元仿真模型的建立和有限元网格的划分，指出了在实际运算过程中提高数值模拟计算效率的两个主要途径．并描述了有限元数值模拟的一般过程．最后针对轿车门内板模拟件及其模具建立了有限元模型，并进行

5、了计算机仿真。本文还建立并采用visua]c++语言编写了扳料多道拉深性能智能预测系统(作为金属板料拉深性能智能预测系统的一个子系统)。该系统对多道拉深工艺设计知识库、数据库进行有效管理，为实际生产实践提供了可靠的指导。。／最后，对前面的研究内容进行了总结并对进一步的研究工作提出了展望。)／关键词：板料成形数值模拟物理模拟汽车覆盖件人工智能上海交通大学硕士学位论tAbstractSheetmetalformingisoneofthemainmachiningtechniquesinmaterialprocessing,whichiscrucia

6、linautomobileindustry．Nowmostautopartsareformingthroughstampinganddrawing．Forexample，carinnerdoorisatypicalautopanel，ofwhichtheformingwayisdrawing．Thestampingprocessesofautopanelsaffectnotonlytheappearancebutalsothecostandlifecircleofautomobiles．Itneedsarapid，effectiveandrel

7、iabletooltosupportthedevelopingprocessofautoproduction．Numericalsimulationseemsthebestselection．Inthedrawingprocessofsheetmetalfrequentlythedistortionofthepartexceedstheallowabledistortionrange．Sowehavetostampthesheetmetalbymulti·stageprocess．Carinnerdooristhesame，too．Ifthef

8、ormingrulesofcarinnerdoorsuchasstress，strainandmetalflowarestudiedandfound，