高强钢U型复杂零件弯曲回弹分析和工艺优化

摘要

弯曲冲压件在汽车众多零部件中占有很大比例，因此整车的装配及质量都将受到弯曲工艺的影响。而回弹一直都是板料弯曲成形过程中常见又难以解决的缺陷问题，它的存在使得冲压件的精度很难达到标准，在U型零件中尤为显著。如何有效的控制回弹并保证零件成形质量一直都是研究的重点和难点。
　　 通过对U型件弯曲成形的不同变形阶段进行应力应变及变形机理的分析，本文着重探讨了弯曲回弹产生的机理，并总结出整个弯曲过程对最终成形后零件回弹的影响。鉴于有限元模拟技术在节约成本、提高效率、软件技术发展较为完善等方面的优势，利用DYNAFORM薄板冲压有限元模拟软件对U型件弯曲成形进行仿真模拟。
　　 本文以企业所提供的汽车U型燃油箱箍带为研究对象，针对成形产生的起皱、回弹缺陷，采用DYNAFORM软件对其进行多组数值模拟，分析了该零件弯曲回弹有限元模拟的各参数设置并利用UG软件对板料结构形状进行优化，着重探讨了加强筋的作用及其布置方法对控制回弹的影响。
　　 本文对材料性能和模具型面各参数分别进行了正交试验法分析，运用极差分析和方差分析两种分析方法更为准确的判断出各因素对回弹量的影响程度，并归纳总结出各参数对零件弯曲回弹的影响趋势。找出材料性能及模具型面中对回弹影响较为明显的参数，并将其与板厚、冲压速度等因素进行综合正交试验法分析，对控制回弹的成形工艺方案进行了初步优化。针对汽车U型燃油箱箍带的装配问题，提出采用回弹补偿法解决成形零件侧壁间距精度问题，并给出了最终优化参数组合，得到的零件满足厂家和汽车装配要求。针对模具磨损导致型面角度发生改变的问题，给出了具体的角度变化极限范围，从而对生产厂家进行修模起到指导作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪 论

1.1引言

1.2板料成形回弹研究现状

1.2.1回弹解析理论研究现状

1.2.2回弹实验研究现状

1.2.3有限元数值模拟回弹研究现状

1.3有限元技术和数值模拟技术的发展及其与板料成形的结合应用

1.3.1有限元技术的发展

1.3.2板料成形数值模拟的发展

1.3.3板料成形有限元数值模拟的应用

1.4 DYANFORM软件简介

1.5本文的研究内容

2 U型宽板弯曲成形理论及回弹原理

2.1引言

2.2弯曲成形过程分析

2.2.1弯曲变形过程及应力分析

2.2.2宽板弯曲变形的应力应变分析

2.3弯曲成形缺陷及解决措施

2.4回弹原理

2.4.1回弹产生的机理

2.4.2回弹的应力分析及表现形式

2.5本章小结

3 板料回弹的有限元模拟技术

3.1引言

3.2回弹有限元模拟的原理

3.2.1采用有限元法模拟回弹的根据

3.2.2回弹模拟基本原理

3.3回弹模拟中的一些关键技术

3.4本章小结

4 U型燃油箱箍带回弹模拟

4.1引言

4.2基于DYNAFORM的U型件成形及回弹模拟过程

4.2.1基于DYNAFORM的U型件弯曲成形模拟一般过程

4.2.2基于DYNAFORM的U型件回弹模拟一般过程

4.3加强筋对回弹预测的影响及数模的确定

4.4几种材料的回弹模拟对比

4.5网格单元尺寸对回弹预测的影响及数值确定

4.6本章小结

5基于正交试验的回弹影响因素敏感度分析

5.1引言

5.2正交试验理论及方案的设计

5.3材料性能参数对回弹影响的正交试验

5.3.1材料性能参数的选择

5.3.2正交试验方案

5.3.3数据极差分析

5.3.4数据方差分析

5.3.5结论分析

5.4模具型面参数对回弹影响的正交试验

5.4.1模具型面参数的确定

5.4.2正交试验表的设计

5.4.3数据极差分析

5.4.4数据方差分析

5.4.5结论

5.5多因素综合对回弹影响的正交试验

5.5.1多影响因素的确定

5.5.2正交试验表的设计

5.5.3数据极差分析

5.5.4数据方差分析

5.5.5结论

5.6优化方案

5.6.1优化参数组合的确定

5.6.2优化参数波动范围的确定及工艺改进

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所发表的论文