汽車覆蓋件沖壓模具的結(jié)構優(yōu)化與分析.pdf

1、近年來我國汽車工業(yè)飛速發(fā)展，眾多汽車企業(yè)都在為縮短新車型研發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本而努力。沖壓模具作為生產(chǎn)汽車覆蓋件的重要工藝裝備，其設計質(zhì)量和成本對汽車的生產(chǎn)研發(fā)有著重要影響。隨著能源和鋼鐵價格不斷上漲，控制模具成本顯得尤為重要。另外，高強度鋼板等新材料、伺服壓力機等新設備的應用，對傳統(tǒng)的沖壓模具提出了新的問題和挑戰(zhàn)。要解決這些問題就必須加強對模具結(jié)構優(yōu)化設計和模具結(jié)構分析的研究。
　　 本文在總結(jié)原有模具結(jié)構分析方法的基礎上，從

2、覆蓋件模具入手，提出了基于板料成形模擬的沖壓模具結(jié)構優(yōu)化方法和分析方法。采用沖壓成形模擬和結(jié)構優(yōu)化分析解耦的思路，運用拓撲優(yōu)化技術，以某行李箱蓋外板和后備箱蓋外板為例，設計出新的沖壓模具結(jié)構，并對其在沖壓過程中的受力和變形規(guī)律進行了分析。
　　 結(jié)構優(yōu)化方面，首先運用專業(yè)的成形模擬軟件PAM STAMP 2G對板料沖壓成形過程進行模擬，得到?jīng)_壓過程中板料對模具的作用力。這些荷載通過筆者編寫的FORTRAN程序Pam2Opti S

3、truct.exe轉(zhuǎn)換后直接施加到模具結(jié)構優(yōu)化模型上。然后利用Opti Struct的拓撲優(yōu)化技術，對模具結(jié)構進行優(yōu)化，最后借助CAD系統(tǒng)CATIA在優(yōu)化結(jié)果的基礎上設計出新的模具結(jié)構。經(jīng)結(jié)構分析驗證，新結(jié)構相對傳統(tǒng)結(jié)構減重15[％]左右，而柔度降低5[％]左右，同時保證變形和等效應力在許可的范圍內(nèi)。這說明新設計的模具結(jié)構優(yōu)于傳統(tǒng)模具結(jié)構。
　　 結(jié)構分析方面，板料沖壓成形過程看作一個準靜態(tài)過程。本文將連續(xù)的沖壓過程用n個時間點