車用激光拼焊高強(qiáng)度鋼板沖壓成形特性研究.pdf

1、　　汽車車身縱梁零件是重要的汽車車身結(jié)構(gòu)件之一，在注重具備較高的強(qiáng)度、良好的抗疲勞性及較長的使用壽命外，還要盡可能輕量化，以滿足現(xiàn)代汽車綠色制造的要求，因此對汽車縱梁零件的實(shí)際加工成形提出了較高要求。
　　由于高強(qiáng)度激光拼焊鋼板具有良好的力學(xué)性能，不僅能滿足汽車車身縱梁零件的力學(xué)要求，而且更加輕質(zhì)，是實(shí)現(xiàn)汽車車身輕量化的首選材料。目前采用高強(qiáng)度激光拼焊鋼板進(jìn)行汽車縱梁零件沖壓成形是現(xiàn)代汽車制造的發(fā)展趨勢之一。本文采用B340/5

2、90以及B400/780兩種異質(zhì)材料作為拼焊母材，研究該種拼焊鋼板的汽車車身縱梁零件沖壓成形的可能性。如何避免高強(qiáng)度拼焊鋼板在沖壓成形過程中的起皺，破裂以及焊縫移動等成形缺陷是本論文的研究重點(diǎn)。
　　本文以典型圓筒件作為基礎(chǔ)試驗(yàn)對象。首先通過理論分析，確定兩種材料的焊接性能以及影響拼焊板沖壓成形性能的主要因素。其次，通過試驗(yàn)制得拼焊板試樣，并分別從坯料極限尺寸，焊縫位置，壓邊力加載方式等不同的影響因素入手，通過物理試驗(yàn)和數(shù)值模擬

3、試驗(yàn)的對比結(jié)果，確定主要因素及影響規(guī)律。同時驗(yàn)證數(shù)值模擬試驗(yàn)的可靠性。為后續(xù)汽車車身縱梁零件沖壓成形的試驗(yàn)研究奠定基礎(chǔ)。
　　選取一種典型的實(shí)際汽車縱梁零件為主要研究對象：首先利用逆向工程技術(shù)，通過對該種縱梁零件的三維測量獲得該零件的幾何特性點(diǎn)云圖。其次利用CATIA軟件進(jìn)行該車身縱梁零件的三維幾何建模。并通過對該縱梁零件的成形工藝加以分析，從而設(shè)計(jì)出該零件進(jìn)行數(shù)值模擬試驗(yàn)所需要的凸、凹模模面。結(jié)合相同拼焊鋼板在圓筒件沖壓成形試

4、驗(yàn)的相關(guān)試驗(yàn)結(jié)論，主要分析了沖壓速度，壓邊力，凸、凹模間隙，摩擦系數(shù)，凹模圓角半徑等關(guān)鍵沖壓成形工藝參數(shù)對該種縱梁零件沖壓成形性能的影響規(guī)律，基于有限元分析軟件 DYNAFORM 并采用單因素控制法和正交控制法，對該縱梁零件的整個沖壓成形過程進(jìn)行模擬試驗(yàn)及系統(tǒng)性理論研究。全面分析上述各工藝參數(shù)對縱梁零件沖壓成形的起皺，破裂，焊縫移動等典型沖壓成形缺陷的影響，以找到最優(yōu)化工藝方案。另外，由于坯料尺寸作為降低零件制造成本的最直接因素之一。本

5、文采用了改進(jìn)的逆向有限元法計(jì)算合理的所研究的車身縱梁零件的沖壓成形坯料尺寸，并與傳統(tǒng)有限元法及采用普通方板進(jìn)行沖壓成形模擬的試驗(yàn)結(jié)果加以比較分析，確定了改進(jìn)的逆向有限元法在計(jì)算坯料尺寸方面的優(yōu)越性。
　　通過本論文研究，將先進(jìn)CAE仿真技術(shù)運(yùn)用到采用高強(qiáng)度拼焊鋼板進(jìn)行典型車身縱梁零件沖壓成形缺陷的預(yù)測及成形工藝改進(jìn)上，達(dá)到縮短汽車零部件設(shè)計(jì)、制作周期、降低制造成本、優(yōu)化工藝參數(shù)的目的，為高強(qiáng)度拼焊鋼板在汽車結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用提供理論