前縱梁高強(qiáng)激光拼焊板全工序成形及回彈控制研究.pdf

1、高強(qiáng)激光拼焊板以其在減重、節(jié)能減排等方面的優(yōu)勢,應(yīng)用于汽車制造業(yè),將取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會環(huán)境效益,因此在國產(chǎn)汽車制造中也開始逐步推廣。然而在沖壓成形過程中,由于焊縫及兩側(cè)基板成形性能差異的不利影響,更易出現(xiàn)拉裂、焊縫移動和不均勻大回彈等一系列質(zhì)量問題。其中尤以汽車縱梁類件拼焊板成形中的特殊回彈問題最為顯著和復(fù)雜,這也成為國內(nèi)業(yè)界在推廣應(yīng)用高強(qiáng)激光拼焊板過程中的一個(gè)難點(diǎn)。本文對差厚拼焊板多工序回彈的精確模擬方法和控制工藝進(jìn)行了詳細(xì)討論

2、,以某汽車前地板縱梁為研究對象,采用了模擬仿真和多目標(biāo)優(yōu)化算法對其成形和回彈進(jìn)行預(yù)測及工藝參數(shù)優(yōu)化,并結(jié)合模面補(bǔ)償技術(shù),從模擬與掃描實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的角度,尋求控制差厚拼焊板梁類件回彈的有效方法。
　　首先,通過初步分析,分別從坯料形狀尺寸、工藝補(bǔ)充面、壓邊圈形式、拉延筋布置等各方面進(jìn)行了優(yōu)化討論,解決了塑性成形不足和焊縫移動過大的問題。然后采用多工位單工步模擬方法,考慮每一道工序后卸載回彈對零件成形的影響,進(jìn)行了各工序回彈模擬分析。此

3、外,對于考慮每工序后的卸載分析和不考慮該過程的兩種回彈模擬方法,本文進(jìn)行了最終回彈結(jié)果及實(shí)測結(jié)果的對比,研究表明兩者的回彈預(yù)測結(jié)果有差異,且前者的預(yù)測結(jié)果與實(shí)測結(jié)果更吻合。
　　針對該縱梁拼焊板成形中的回彈問題,本文采用工藝參數(shù)優(yōu)化與模面補(bǔ)償技術(shù)相結(jié)合的方法進(jìn)行控制。在工藝參數(shù)優(yōu)化過程中,分別建立了基于整件評估的破裂和回彈目標(biāo)函數(shù),以壓邊力、拉延筋阻力系數(shù)和凹?？趫A角半徑為優(yōu)化變量,通過中心復(fù)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和模擬仿真,構(gòu)建了反映優(yōu)化目

4、標(biāo)和優(yōu)化變量間關(guān)系的回歸模型,并采用基于遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)對工藝參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)尋優(yōu),得到一組綜合最優(yōu)解:壓邊力F為100×104N,拉延筋阻力系數(shù)K1為15％、K2為25％,凹?？趫A角半徑R為10mm.然后將其用于有限元模擬驗(yàn)證,結(jié)果表明拉裂情況消除,回彈情況則顯著減小,但仍超出允許范圍。在模面補(bǔ)償過程中,利用dynaform中的回彈迭代補(bǔ)償和白光掃描實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,當(dāng)補(bǔ)償因子為0.8時(shí),模擬回彈偏差即達(dá)到允許范圍內(nèi)。根據(jù)補(bǔ)償模面負(fù)角