基于数值模拟的C柱内板拉延筋设计与优化.pdf

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1、文章编号：1672—0121(2010)04—0058—04基于数值模拟的C柱内板拉延筋设计与优化王琬璐。刘全坤，刘克素，王成勇(合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽合肥230009)摘要：合理布置拉延筋是控制汽车覆盖件拉延成形质量的重要手段。根据C柱内板的结构设计拉延数模，基于Dynaform软件平台对不同拉延筋布置形式下该零件的拉延成形过程进行数值模拟，通过对比分析模拟结果，确定了拉延筋的合理布局。在此基础上，结合正交试验法对压边力、拉延筋高度和拉延筋圆角半径进行优化设计。将优化参数用于实际试模，物理试验和模拟结果较吻合，证明

2、了数值模拟的可靠性。关键词：机械制造；拉延筋；拉延；优化设计；汽车覆盖件中图分类号：TG386文献标识码：A1引言下，拉延筋的设置合理与否，将决定覆盖件拉延的汽车覆盖件一般具有壁厚薄、外形尺寸大、形状成败[2】。复杂等特点llJ，成形过程中材料流动不易控制，易出有限元模拟中拉延筋主要有两种形式：真实拉现起皱、拉裂、回弹等缺陷。拉延筋在汽车覆盖件拉延筋和等效拉延筋。真实拉延筋是将拉延筋作为整延成形中起着十分重要的作用，拉延筋所产生的阻个有限元模型的一部分，一起参与计算和网格的再力能够满足坯料塑性变形和塑性流动的要求，同时划分，其模拟

3、精度较高，但模拟时间较长，计算效率能够在较大范围内调节和控制坯料的变形大小和变低且造型复杂不易修改。目前，常用的处理方法是采形分布，抑制破裂、起皱等缺陷的产生。在很多情况用等效拉延筋模型，它是用一系列编号连续的节点所组成的线表示拉延筋，在保证模拟精度的同时，可收稿日期：2010—03—26大大节省仿真所需要的时间【31。本文采用等效拉延筋作者简介：王琬璐(1987一)，女，硕士在读，主攻材料加工、模具CAD／模型，对不同拉延筋布置形式下的C柱内板拉延成CAE形过程进行数值模拟，通过对比分析模拟结果得到·+*+-+-+一+-+n+-

4、+-+“+分析IJ】．锻压装备与制造技术，2005，40(4)：118—121．[3]张俊，柯应林．拼焊板成形过程控制参数优化设计fJ】．浙江大学[2】周杰，高超，阳德森，等肼焊板U形件冲压成形中焊缝移动学报，2005，39(12)：1930—1935．与回弹的研究fJ]．热加：亡工艺，2009，(2)：90—92，96．ResearchonFormingandWeld-lineMovementforTWBofSquareBoxPartGAOChao，YANJiang，LIQigang~，YANGMing’，HEMin。，XIAY

5、ufeng’(1．YibinPushDie&MouldCo．，Ltd．，Yibin644007，SichuanChina；2．YibinWuliangyeGroupCo．，Ltd．，Yibin644007，SichuanChina)Abstract：Theweld—linemovementandformabilityofthesquareboxparthavebeenstudiedbyFEMweld-linecanbeon了适合于C柱内板的拉延筋布置形式。以拉延件的大，成形过程中材料减薄严重；C处拉延深度较小，最小厚度为考察指标，

6、采用正交试验法对压边力、拉有起皱和塑性变形不充分的危险，因此，该件成形具延筋的主要结构参数进行优化设计，并将优化参数有一定难度。由于零件结构不对称，为了解决单件成用于实际生产，得到合格的零件。形时侧向力较大的问题，采取一模两件对称布置。3．2拉延仿真模型设计2拉延筋模型根据零件结构设计C柱内板拉延凹模型面，拉拉延筋通常由两部分组成：压边圈上的筋和压延凸模和压边圈由拉延凹模偏置生成。由于采用一料面上与之相配的槽【4】。板料通过拉延筋时将产生两模两件，模型左、右完全对称，为了缩短计算时间，提种阻力：板料与拉延筋的摩擦力和板料通过拉延筋

7、高计算效率，采用1／2模型进行模拟。最终建立的拉时产生的弯曲、反弯曲变形力。如图1所示，这种圆延工艺模型见图3。形拉延筋，当板料流过拉延筋时将在标有1、2、⋯⋯、6的部位产生弯曲／反弯曲变形力嘲。基于此，Weidemannf6]建立的拉延筋阻力DBRF公式为：DBRF=泐{一、／[((南·t＼13L‘，二，+1+而)e面++丽1J(式中：￡——板料初始厚度；图3C柱内板拉延工艺模型∞——拉延筋中筋的长度；零件材料为DC06冷冲压钢板，其主要性能参ll——摩擦系数；数见表1。主要成形参数设置为：板料初始厚度——材料的屈服强度；0．8

8、mm，模具间隙0．88mm(1．It)，摩擦系数0．11，模‘D——板料弯曲角；具闭合速度2000mm／s，虚拟冲压速度5000mm／s。采R——槽的肩部半径；用等间隙压边方式模拟计算得到压边力的取值范围——筋的半径；为40～80kN。其他重要模拟