基于Autoform的高强板大梁成形工艺分析及优化
基于Autoform和Dynaform软件的超高强钢零件仿真对比
基于Autoform和Dynaform软件的超高强钢零件仿真对比牛超;陈新平;崔振祥【摘要】目的研究商用软件Autoform和Dynaform对超高强钢零件的回弹预测精度.方法以某车型前围板中间横梁零件冲压成形过程为例,分别基于Autoform和Dynaform软件建立冲压有限元模型模拟冲压成形和回弹过程,对两种软件成形性和回弹计算结果进行比较和讨论分析.结果Dynaform和Autoform两种软件在成形性计算时结果比较一致,相同位置Autoform计算减薄率为16%,Dynaform为16.2%;Dynaform计算的最大减薄率为18%,比Autoform的16.2%略大;两种软件基本在相同位置预测出了起皱和开裂现象;比较修边后回弹仿真值与实测值,Dynaform计算的偏差满足设定阈值的占51.4%,高出Autoform约20%.结论Dynaform计算的最大减薄率更大一些,对应量产时较高的安全裕度;同时其回弹计算结果与实测回弹值更为接近,回弹预测精度更高.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2017(009)006【总页数】4页(P53-56)【关键词】Autoform;Dynaform;超高强钢;回弹;成形性【作者】牛超;陈新平;崔振祥【作者单位】宝山钢铁股份有限公司中央研究院,上海 2019002;汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室(宝钢),上海 201900;宝山钢铁股份有限公司中央研究院,上海 2019002;汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室(宝钢),上海 201900;宝山钢铁股份有限公司中央研究院,上海 2019002;汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室(宝钢),上海 201900【正文语种】中文【中图分类】TG386近年来,随着汽车工业对汽车安全性能以及节能环保要求的提高,在开展车身轻量化工作的同时,还要兼顾汽车车身强度,超高强度钢板由于其具有重量较轻和安全性能较高的双重优势,越来越受到汽车企业的青睐,应用日益广泛[1—2]。
基于ThinkDesign及Autoform的汽车高强板制件参数化的回弹补偿解决方案
基于ThinkDesign及Autoform的汽车高强板制件参数化的回弹补偿解决方案曹振雨;刘万林;郭建峰;许德庆【摘要】根据Auto form软件对汽车高强板制件冲压工艺的CAE回弹仿真分析结果,运用ThinkDesign软件中GSM(Global Shape Modelling)功能,自动实现工艺数模的回弹补偿,并且将回弹补偿后的工艺数模再次运用Autoform软件进行冲压工艺的CAE回弹仿真分析,验证回弹补偿是否足够、正确,并且以实际案例表述了这种参数化回弹补偿的解决方案.【期刊名称】《模具制造》【年(卷),期】2013(013)012【总页数】3页(P80-82)【关键词】Autoform;ThinkDesign;GSM功能;参数化;回弹补偿;高强度板;汽车后地板纵梁【作者】曹振雨;刘万林;郭建峰;许德庆【作者单位】山东小鸭精工机械有限公司山东济南25000;山东小鸭精工机械有限公司山东济南25000;山东小鸭精工机械有限公司山东济南25000;山东小鸭精工机械有限公司山东济南25000【正文语种】中文【中图分类】TP391.71 引言目前随着汽车轻量化和高安全性要求的不断提高,高强度板制件在汽车车身制件中的比重越来越大。
高强度板制件在冲压成形中,面临的最大困难是回弹的控制与补偿,一般的冲压工艺方案生产出的高强度板制件往往都存在着很大的回弹,而且回弹量严重的超出制件所要求的公差范围,严重影响了制件的焊装。
而基于板料成形CAE软件对高强度板制件进行冲压工艺分析和回弹分析,得出回弹的仿真结果后,设计者根据回弹的仿真结果再运用CAD软件进行手动回弹补偿设计,整个修改过程需要反复修改、验证,非常费时、费力,准确性较低,而且可能影响甚至改变制件曲面本身的质量。
2 汽车高强板制件参数化的回弹补偿解决方案2.1 ThinkDesign软件中GSM功能简介ThinkDesign软件中GSM功能指的是全局形状建模技术,即Global Shape Modelling,通常简称GSM。
基于Autoform的高强度板回弹控制及其影响因素探究
基于Autoform的高强度板回弹控制及其影响因素探究刘莉;江波;徐浩;王淑俊;王肖英;孙晓【摘要】利用Autoform数值模拟软件探究压边力、凸、凹模间隙、板料厚度、摩擦系数等对DP980高强度板制件回弹的影响规律.【期刊名称】《模具制造》【年(卷),期】2018(018)001【总页数】6页(P10-15)【关键词】高强度板;回弹;材料性能;数值模拟【作者】刘莉;江波;徐浩;王淑俊;王肖英;孙晓【作者单位】江淮汽车技术中心安徽合肥230000;江淮汽车技术中心安徽合肥230000;江淮汽车技术中心安徽合肥230000;江淮汽车技术中心安徽合肥230000;江淮汽车技术中心安徽合肥230000;江淮汽车技术中心安徽合肥230000【正文语种】中文【中图分类】TG385.21 引言随着我国汽车工业的快速发展以及汽车保有量的不断增长,道路、停车场、交通安全和燃油紧张等问题也日趋突出。
因此,汽车的减重、节能、小型化、安全、环保等备受人们普遍关注,而高强钢汽车冲压件的大量采用对解决上述问题都有帮助。
近10年来,汽车用高强钢的发展速度很快。
为了适应汽车冲压件高强化的发展趋势,世界各国纷纷开展了高强钢的研发并取得了令人瞩目的进展。
本次研究主要针对高强钢在在板料冲压成形中应用的可行性进行分析,并进行CAE分析模拟,探究各控制要素对回弹的影响,为模具设计及后期制件质量提供强有力的保障。
2 高强钢材质冲压成形主要工艺缺陷高强钢已是汽车行业以后发展的趋势,但钢的强度和塑性一般是矛盾的,钢强度的提高必然导致塑性下降。
而钢材塑性的下降就为冲压件的成形带来了很多问题和难题,回弹就是其中冲压件成形过程中很难避免的缺陷之一。
如何预防、减少高强钢的回弹就成了摆在高强钢冲压件面前最大的问题。
2.1 板材成形回弹分析回弹是当载荷卸去后,变形体的形状得到了部分恢复,造成制件的形状及尺寸与冲压模具工作表面的形状和尺寸不符。
当模具形状与工件的设计形状一致时,卸载后回弹的产生就会使制件的尺寸超出公差范围,影响制件的装配精度。
基于autoform对先进高强钢成型边缘开裂的预测
车辆工程技术91车辆技术0 引言 随着能源危机和环境恶化日益加剧,在保证安全的前提下实现车身的轻量化正成为汽车工业的主要发展方向[1,2]。
先进高强度钢的强度和塑性优于普通高强钢,特别是加工硬化指数高,目前已成为被企业广泛使用的轻量化材料[3]。
它在抗碰撞性能、加工工艺和成本方面,相比其他材料具有非常大的优势。
车身使用先进高强度钢板,在改善汽车的安全和碰撞性能同时有效减轻车身重量[4]。
但同时由于其对边缘开裂的敏感性,往往未达到成型极限就发生开裂现象。
分析其原因,主要有两点:(1)材料在经过拉伸以后,产生加工硬化,其塑性会降低;(2)由于零件在拉延之后的修边工序,剪切废料将不可避免的产生毛刺,从而造成在材料边缘产生应力集中,以上两点因素导致无法通过FLD 进行预测是否开裂。
本文选择最大边缘应变为判断先进高强钢的边缘开裂状态的指标,通过实际的材料试验,充分考虑预拉伸及毛刺状态,测定材料的边缘最大应变值,实现前期精准模拟高强钢边缘开裂。
1 最大边缘应变 板料的边缘拉伸性能通过扩孔实验来研究,它反映了板料边缘抵抗破裂的能力,扩孔率的值越大,则材料的边缘拉伸性能越好,即通过实物的扩孔试验来定义板料的边缘应变,他们之间的关系如下: 下文将通过扩孔试验,计算得出相应材料的最大边缘应变值,并通过AutoForm 对试验结果进行验证。
1.1 扩孔试验原材料预拉伸 前面提到,材料的拉伸产生加工硬化,导致材料的塑性变低,因此拉伸后的材料未达到FLD 成型极限就发生开裂。
因此,在扩孔试验开始之前,首先对材料进行预变形,产生加工硬化,如图1所示。
本次试验一共选择3种材料,分别为DP600/DP800/DP1000,每种材料选择6种料厚,分别为0.8/1.0/1.2/1.4/1.5/1.6,共18种组合;拉伸试验样条尺寸为400*40,将切割完成的料片,按照3%/6%/9%在拉伸试验机上拉伸,产生预变形。
图1 预拉伸1.2 扩孔试验 毛刺是影响边缘开裂的重要因素之一,因此,冲孔必须采用模具,从而保证扩孔的结果符合实际状态。
基于Autoform的车身B柱热成形工艺研究
摘要车的发展给人们的生活带来了极大的便利,但同时也带来了严重的能源消耗以及空气污染问题。
为了降低汽车的油耗和环境影响,汽车轻量化已成为汽车行业发展的重要方向。
热成形技术是汽车轻量化、提高汽车抗冲击形以及防撞性能的重要途径。
热成形过程数值模拟的准确性对热成型零件的设计和制造具有重要的指导作用。
本文基于Autoform软件,建立了 B 柱的热成形模型, 采用热力耦合数值分析的方法得到了热成形后零件的厚度,温度分布及破裂起皱的趋势分布等, 通过跟实际调试后的零件的对比,验证了模拟结果的准确性。
关键词:热成型有限元数值模拟 Autoform一、引言十四五时期,我国要努力趋向“碳达峰”和“碳中和”愿景,必须大力推动经济结构、能源结构、产业结构转型升级。
在“双积分”政策引导下,汽车行业也在大力开展节能减排工作,并以轻量化、新能源作为节能减排的主要手段。
对于传统燃油车,当汽车重量减少10%,燃油效率可以提高约8%;而纯电动汽车因为增加了三电系统导致其重量大幅上升,减轻重量可以减少电池容量或提升续航里程,因此新能源车型轻量化需求比传统燃油车更为迫切。
从汽车性能角度考虑,汽车的轻量化有助于汽车的“行驶、转弯、停车”三大基本性能的提高。
汽车白车身(解决碰撞安全性问题的车身骨架)是抵御碰撞侵入和能量吸收核心单元,约占汽车总重量的30%。
随着日益严格的碰撞安全法规,加强白车身成为必然应对手段,因此全球汽车企业均面临着日益增大的车身加强与轻量化间的矛盾。
其中热成形[1]技术对高强钢板进行成形, 在进行热成形前需将坯料加热到高温,使坯料奥氏体化,然后通过快速冷却,得到完全马氏体组织, 如图1,如采用 22 MnB5高强钢板热成形技术制造汽车保险杠,其强度可达1500MPa以上[ 2 ],该技术已成为世界上众多汽车生产厂商关注的热点。
图1 热成形技术原理通用、福特、大众、沃尔沃等汽车制造公司都在大量使用热成形的高强度汽车零件,某些车型上使用量高达30%。
基于autoform前门框上边梁内板热成形仿真试验
18模具工业2020年第46卷第1期基于AutoForm前门框上边梁内板热成形仿真试验朱帅',孙福臻打姜波打赵勇S贾瑞鹏',刘持振「(1.先进成形技术与装备国家重点实验室,北京100044;2.重庆江东机械有限责任公司,重庆404020)摘要:基于AutoForm R6软件,以某汽车前门框上边梁内板为例,阐述了热成形工艺方案及模拟分析方法,总结了热成形过程中的问题及处理办法,并研究了保压压力对冷却速率的影响规律。
关键词:热成形工艺;马氏体;保压时间;抗拉强度;起皱;开裂中图分类号:TG76;TP391.9文献标识码:B文章编号:1001-2168(2020)01-0018-04DOhlO.l6787/ki.l001-2168.dmi.2020.01.004Autoform-based simulation of hot forming for upper beaminner plate on front door frameZHU Shuai1,SUN Fu-zhen1,JIANG Bo1,ZHAO Yong2,JIA Rui-peng1,LIU Chi-zhen1(1.State Key Laboratory of Advanced Forming Technology and Equipment,Beying100044,China; 2.Chongqing Jiangdong Machinery Co.,Ltd.,Chongqing404020,China) Abstract:Taking the inner plate of the upper beam on the automotive front door frame as an example,based on the Autoform R6software,the hot forming process and the simulation analysis method were expounded.Finally,the problems in the hot forming process and the treatment methods were summarized,and the influence of holding pressure on cooling rate was studied.Key words:hot forming technology;martensite;hold pressure time;tensile strength;wrin-kling;crackmg0引言《中国智能制造2025》提出生产制造以轻量化、节能减排为原则,汽车行业内车身覆盖件制造追求轻量化是提高燃油经济性的重要途径。
基于高强板冲压成型车架纵梁的关键技术
基于高强板冲压成型车架纵梁的关键技术摘要:作为汽车的重要组成部分,车架具有十分重要的作用,既要承载着汽车的负荷,同时也要承受着汽车运行中车轮等带来的冲击,因此在进行汽车制造时,必须注重车架质量的提升。
而在车架中,纵梁是主要的吸能元件,是提高行车安全的关键,因此相关人员应该注重车架纵梁的设计。
为提高车架纵梁质量,本文通过文献法和分析法,对高强板冲压的成型车架纵梁进行了研究,从高强板冲压成型车架纵梁的必要性、要求以及关键技术上展开论述,以供参考。
关键词:高强板;成型车架纵梁;关键技术引言:随着我国经济的不断进步,汽车保有量逐年递增,促使汽车行业实现了繁荣发展。
在这样的时代背景下,汽车企业间的竞争变得愈发激烈,只有提高汽车的质量和安全,才能够在激烈的市场竞争中占据有利地位。
提升汽车质量的关键在于车架的纵梁,通过高强板冲压成型车架纵梁,可以在很大程度上提高纵梁的品质。
因此设计人员应该注重对高强板冲压技术的研究,深入分析目前冲压成型车架纵梁存在的问题,结合实际进行优化,促使纵梁的作用能够充分发挥。
一、基于高强板冲压成型车架纵梁的必要性在进行成型车架纵梁设计的过程中,利用高强板冲压技术进行纵梁的制作十分必要,对于汽车质量的提升具有重要意义。
其一,可以减少整车的重量,降低汽车的能耗。
当今时代,随着经济的进步发展,人们生活水平不断提升。
在此背景下,人们对汽车有了越来越高的要求。
要求汽车的整体重量尽可能的轻,让人们在开车的过程中有轻盈之感。
同时在环保理念下,还应该注重汽车的环保性。
而通过高强板冲压以及模具成型技术,进行纵梁的制作,可以促进汽车减重十分之一,同时燃油效率也能够提高7%左右。
也就是说利用该技术能够做到减重减排,同时不会影响汽车的承载力,能够保证汽车安全稳定运行。
其二,能够推动汽车行业的发展。
通过对国内外重型汽车的研究,发现很多欧美国家的重型汽车均是使用高强钢进行制造的。
利用高强钢进行车架大梁的制作,可以让钢板变得更薄,从而促使整车重量的减轻。
基于AUTOFORM建立板材成形原理与方法专业课模拟实践平台
[摘要]近年来,随着汽车工业的高速发展,车辆快速更新换代已经成了汽车企业生存的基本前提,各大汽车企业对车身开发专业技术人员有了新的筛选标准,同时对高校的教育培养模式提出了新的要求。
因此,材料成型专业实验教学进行实践性创新活动具有重要意义。
以板材成形原理与方法专业课为依托,有限元数值模拟软件AUTOFORM 为工具,工程化零件为载体,综合规划,建设专业课模拟实践平台,着重培养学生的创新思维和工程化意识,提高学生的实践创新能力及工程化实践能力,形成了一套完整的综合实验教学实践创新体系。
[关键词]有限元分析;数值模拟;板材成形[中图分类号]G642[文献标志码]A[文章编号]2096-0603(2019)07-0216-02基于AUTOFORM 建立板材成形原理与方法专业课模拟实践平台刘发,赵洪运*,于静泊,杨海峰,周威佳(哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院,山东威海264209)板材成形原理与方法是材料加工专业非常重要的一门专业课,通过这门课程的学习,一方面为学生打下坚实的理论基础,同时也是学生理论联系实际进行工程化设计的重要参考依据。
现阶段各高校针对此课程还是以课本理论授课为主,实际工程化设计严重不足,学生所学的知识仍停留在理论阶段,未真正意义上升到实际应用。
近年来,随着塑性成形有限元数值模拟的应用,计算机辅助设计已成为主流,所以,以AUTOF-ORM 为工具,以工程化案例为载体,为板材成形原理与方法专业课建立模拟实践平台尤为重要。
一、专业课介绍(一)板材成形原理与方法介绍板材的主要成形方法为冲压成形。
冲压成形是指靠压力机和模具对板材、带材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状、尺寸、性能的工件的加工成形方法[1]。
冲压成形几乎涉及各行各业,如汽车车身覆盖件、家用电器的金属部件、电脑金属部件等。
随着冲压成形件的广泛应用,专业人才需求量急剧增加,板材成形原理与方法这门课的重要程度也逐步被提高。
基于AUTOFORM的板料高强度钢零件回弹补偿研究及应用
对每一步增量:
式中为当前时间,T p是总的分析计算时间。
牛顿迭代公式如下:
式中K(i)为当前切向刚度矩阵;F(i)为施加的载荷向(i)为内应力向量。
e
式中σ(i)为当前主应力。
在当前刚度矩阵
力刚度的计算基于等效应。
当假象应力完全去除后,可得到回弹后的零件形状及其相应的残余应力回弹仿真的结果是否正确,还有一个最主要的影响因
会产生变化。
板料在冲压成型之前就有一定的应力应变。
这种情况下,
MPa,N值=0.152。
成型分析参数设置:压边圈行程为100mm,压边力为150T,摩擦系数为0.17,分析模型设置见图2。
成型分析结果如图3所示。
5高强度钢零件的回弹分析及回弹补偿
回弹分析采用静式隐力算法,如图4所示,回弹主要集中在两端和侧壁,最大反弹量有5mm。
从图4可以得出,该零件回弹量较大,达不到所需的品质要求,因此需要对零件进行回弹补偿计算。
由于产品的法兰面用压边圈,同时压边圈也存在较大的反弹量,为了保证产品的相对关系,需要对整个形面进行整体补偿计算。
通过三次迭代补偿后,反弹量控制在1mm以内,再加上对于高强度板的经验数据,需要多补偿2.5-3.0mm。
图1零件形状
图2模型设置图3分析结果图4回弹结果。
基于AUTOFORM模拟的顶盖前边梁加强板热冲压工艺
精 密 成 形 工 程第12卷 第4期 146 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2020年7月收稿日期:2020-04-01基金项目:国家科技重大专项(2018ZX04023002)基于AUTOFORM 模拟的顶盖前边梁加强板热冲压工艺朱帅,孙福臻,张泉达,贾瑞鹏(先进成形技术与装备国家重点实验室,北京 100044)摘要:目的 研究顶盖前边梁加强板热冲压成形过程中不同参数对零件成形的影响规律,为生产提供技术指导。
方法 通过AUTOFORM 模拟零件热成形过程,并对模拟结果对比分析,得到了板料尺寸、成形温度、保压时间、成形压力、冷却时间等工艺参数对成形性能的影响。
结果 优化了板料尺寸及板料定位,并通过调节模具间隙保证了零件的成形性,得到零件最大减薄率小于15%,平均抗拉强度达到1450 MPa ,平均硬度达到HV475,从而确定了顶盖前边梁加强板的热冲压工艺。
结论 结合此有限元分析方法试制出抗拉强度大于1450 MPa 的合格零件,为此类零件批量化生产提供理论依据。
关键词:AUTOFORM ;热成形;有限元;工艺参数DOI :10.3969/j.issn.1674-6457.2020.04.018中图分类号:TG306 文献标识码:A 文章编号:1674-6457(2020)04-0146-06Hot Stamping Process for the Front Side Beam StrengtheningPlate of the Roof Based on AUTOFORMZHU Shuai , SUN Fu-zhen , ZHANG Quan-da , JIA Rui-peng(State Key Laboratory of Advanced Forming Technology and Equipment, Beijing 100044, China)ABSTRACT: The paper aims to study the influence of different parameters in the hot stamping forming process of the front side beam strengthening plate of the roof to provide technical guidance for production. The hot forming process of parts was si-mulated through AUTOFORM. The influence of process parameters such as blank size, forming temperature, holding time, forming pressure and cooling time during the hot forming process were obtained by comparing and analyzing the simulation re-sults. The blank metal size and blank positioning were optimized, and the formability of the parts was ensured by adjusting the die gap. The largest thinning ratio of the parts was less than 15%; the average tensile strength reached 1450 MPa; and the aver-age hardness reaches HV475, thus determining the hot stamping process of the front side beam strengthening plate of the roof. Qualified parts with tensile strength greater than 1450 MPa are produced on the basis of this finite element analysis method, providing a theoretical basis for the mass production of such parts.KEY WORDS: AUTOFORM; hot stamping; finite element; process parameters当今汽车轻量化依然是众多车企共同追求的目标,在保证汽车安全性的前提下,研究超高强度钢板热成形技术以降低车重是目前解决轻量化的有效方法之一[1]。
基于AutoForm的前横梁地板冲压工艺设计优化
•冲模技术•基于AutoForm的前横梁地板冲压工艺设计优化郝军伟,秦辉,王南艳,李玉华,包安华,刘芳亮东风汽车股份有限公司轻型商用车分公司(湖北襄阳441004)【摘要】对F91G前横梁地板制件的原始冲压工艺进行了分析,对新车型T17的地板前横梁制件(两个车型的制件结构相似)进行工艺设计优化。
优化后工艺目标易达成,制件质量稳定,缩短了模具制造周期,降低了生产成本。
关键词:前横梁地板;冲压工艺;工艺内容;优化中图分类号:TG385.2文献标识码:BDOI:I0.12147/ki.l671-3508.2020.012.006Stamping Process Design Optimization of FrontCrossbeam Floor Based on AutoForm[Abstract]This paper analyzed the original stamping process of F91G front crossbeam floor, optimized the process design of the front floor beam of new model T17(the structure of the two models is similar).After optimization,the process objectives are easy to achieve,the product quality is stable,the die manufacturing cycle is shortened and the cost of production has been reduced.Key words:front crossbeam floor;stamping process;process content;optimization1引言汽车覆盖件主要是指构成驾驶室和车身的表面零件,分为外覆盖件和内覆盖件。
AutoForm在铝板冲压成型中的应用与优化
AutoForm在铝板冲压成型中的应用与优化随着中国汽车的迅速发展,我国的汽车产量逐年上升,2017年,我国的汽车产销超过2880万辆,并连续第九年蝉联全球汽车产销第一。
但是随着汽车保有量的增加和日益严峻的空气污染和环保要求,汽车工业对燃油效率和尾气排放要求的不断提高,汽车的节能减排的要求更显得刻不容缓。
目前阶段,使用轻量化材料铝合金板代替钢板,降低汽车车身的重量是一个切实有效的办法,研究表明,降低汽车重量能有效降低油耗和燃油排放,汽车重量下降10%,油耗就能降低8%,排放就能降低4%。
然而,与钢板相比,由于微观结构的差异,铝合金板成型性较差,弹性模量较低,在冲压过程中容易产生开裂,起皱和回弹导致尺寸超差等问题。
汽车用铝合金板的成型性能与汽车钢板相比有较大的差异,传统钢板的成型理论和技术不能直接应用到铝合金上。
目前,有限元模拟技术可以对冲压过程中板料的复杂变形进行模拟,从而有效地优化冲压工艺,现已成为预测,优化,解决铝板冲压过程开裂,起皱和控制回弹的重要工具。
左,右前门内板作为汽车车上上最重要的大型覆盖件之一,它的外观质量和尺寸精度直接影响整车的外观和尺寸质量,通常回弹导致尺寸超差是前门内板覆盖件的主要缺陷之一,会造成外观变形,装配困难,装配后与匹配零件的高低不平段差。
本文以某铝制左,右前门内板的冲压成型过程为研究对象,使用应用较为广泛的板材冲压成型有限元模拟软件AutoForm,建立相应的有限元模拟,围绕冲压成形过程和回弹预测和优化展开研究和讨论。
零件冲压工艺分析图示某铝制左前门内板,外形尺寸是1265X1378mm。
零件的冲压工艺排布如下:OP10拉伸;OP20:修边侧修边;OP30:修边侧修边;OP40:整形;OP50:冲孔侧冲孔铝合金板料和力学性能实验本文研究的该零件使用的铝合金是6000系材料,对应牌号是6111,厚度是1.0mm,热处理状态为T4,为了让CAE分析更加准确,使用单项拉伸机对铝板料进行实验,获得板材的基本力学性能,拉伸试样如图2所示,实验时变形的速率约为0.005S,测试结果如表1。
基于AutoForm汽车前纵梁外板延伸件的工艺分析及优化
基于AutoForm汽车前纵梁外板延伸件的工艺分析及优化本文以某车型的汽车前纵梁外板延伸件为研究对象,基于AutoForm软件平台,分别模拟了其拉延工艺方案和压型工艺方案。
结果表明,拉延工艺方案的材料利用率为52%,压型工艺方案为81%。
在保证产品质量的前提下,考虑到材料成本、工装成本、冲次费用等因素,决定用压型工艺方案替代常用的拉延工艺方案:同时,进一步深入分析了压型工艺方案的可行性,并根据ThinkDesign软件和AutoForm软件的模拟结果结合现场模具整改调试减少了成形过程中的回弹,最后将优化结果用于指导实际生产,得到了符合质量要求的零件并已经批产。
汽车前纵梁产品在车身结构中承受着整车的有效载荷,是整车承受冲击力、碰撞力的关键部件,决定着整车的载重量,关系着整车的安全性能。
纵梁零件的屈服强度较高、外形不规则、具有局部成形、形状复杂、板料厚以及成形后翘曲、扭曲和回弹严重等特点。
因此,需针对前纵梁产品的缺陷进行预测,提前对可能出现的缺陷采取对策。
随着计算机技术的发展,如何利用有限元软件结合现场生产情况,保证产品质量,已经成为整个模具行业技术研究的有效手段之一,该技术对汽车的轻量化、开发成本、开发周期有着重大影响。
本文分析的产品零件为前纵梁的外板延伸件,大批量生产,零件材料为冷轧双相钢CR780T/420Y,料厚2.0mm。
工序方案分析工艺路线该零件的基本特点是尺寸精度一般、材料强度较高、零件外形左右是不对称结构、有凸包和其它形状的局部突变,是典型的板料冲压件,可拉延工艺方案成型,也可成形工艺方案成型。
从零件的形状对其分析,该零件的整体形状较简单、拉延部分基本上规则、拉深深度不大。
零件的材料流动性大,回弹变形趋势大须做整形工序。
考虑到该零件的修边复杂性和材料流动性,需要经过多道工序才能达到设计要求,工艺方案初步定为两种方案:方案一(拉延工艺):OP10拉延-OP20修边-OP30侧修边侧冲孔-OP40翻边整形-OP50侧冲孔;方案二(压型工艺):OP10落料冲孔-OP20成形翻边-OP30整形翻边-OP40冲孔修边侧冲孔。
基于AutoForm优化高强钢纵梁翻边开裂问题
基于AutoForm优化高强钢纵梁翻边开裂问题
荀斌
【期刊名称】《汽车工艺与材料》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】针对汽车高强钢纵梁翻边开裂问题,对零件的材料力学性能和开裂原因进行分析。
以经验方法从阻止裂纹源产生和裂纹扩展方面进行改模有一定效果但不能消除开裂问题。
用AutoForm软件仿真模拟,对翻边工艺进行成形性分析,验证了经验方法和增加工艺缺口的有效性,以及模拟与实际的一致性。
通过模拟,找到了工艺缺口的较优形式。
将模拟结果应用于实际改模,解决了翻边开裂问题,减少了改模次数,缩短了优化周期,节约成本。
【总页数】5页(P6-10)
【作者】荀斌
【作者单位】上汽大众汽车有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG386
【相关文献】
1.高强度钢纵梁成形开裂问题的分析及解决
2.基于AutoForm对先进高强钢成型边缘开裂的预测
3.基于AUTOFORM的板料高强度钢零件回弹补偿研究及应用
4.基于Autoform的高强钢前翼板支架冲压工艺分析
5.基于Autoform的DP780钢开裂预测与工艺优化研究
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利用AutoForm软件解决汽车后纵梁回弹问题
S o l u t i o n t h e S p r i n g b a c k Pr o b l e m o f t h e Au t o mo b i l e
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后 的 尺寸 精 度难 以保 证,从 而影 响后 续 装配 。 目前 主 2 生产 问题
要从两个方面实现板料 回弹控制 : 一是成形工艺控制 ,
我公司某款 车型地板 横梁 , 材质为 B 3 4 0 / 5 9 0 D P , . 6 mm。制 件 高度 超 过 1 2 0 m m, 且 整 体 为 通过制定合理 的成形工艺 , 改变板料成形时的应力应 材 料 厚 度 为 1 S ” 。形 状初 步 冲压 工 艺 为拉 伸 一 修边 一 整形一 冲孔 , 在 变 状态 , 使 板 料发 生 充 分 的塑 性变 形 , 从 而抑 制 回弹 ; “
【 A b s t r a c t 】 Wi t h A u t o F o r m s o f t w a r e , t h e u s e o f a u t o m o b i l e s h e e t m e t a l f o r m i n g i f n i t e e l e m e n t
s p r i n g b a c k .
Ke y wor ds: Au t o Fo r m s o f t wa r e; s pr i ng b a c k;f o r mi n g t e c hn i q ue
1 引言
二 是 模 具形 状 控 制 , 通 过 修 正 模 具 型 面或 者 模 具 结 构
据C A E技术在模 具设计调 试过程 中的指导作用, 并依据模拟结果对零件拉延 工艺方案进
基于Autoform汽车外板转向柱加强板的冲压成形工艺分析
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焕 汀 .汽 乍褴 什 的 一维 构 ‘ j r 分 忻 的 研 究 j 践 l D I .面 I 久: 承 状 大学 坝 十 、 : 化沦 l 艾, 2 0 0 3 .
I 3 l 陈 义 虚 .板 料 成 形 C A E敦 I M1 .』 匕 : 机十 ¨ 筻hl … 版 .
an a l y s i s r e s u h f e P ‘ 1 1 ) a e k ,c h a n g e d l l ( ]a d j u s t t ' o l ui r n g s t ’ h e me ,I h e i ’ e b y g l ’ e a l l y r e d u c i n g t h e
问题 , 更 改和 调 整 成形 方案 , 从 而 大 大 降低 后 期 成 形 出现 不合 格 制 件 的 可 能 性 最终 , 以
A u t o i f ) r n l 为理 论根 据 去 开 发模 具 , 指 导 最终 的 试 模
关键 字 : 汽 车 外板 转 向柱 加 强板 ; 工 艺分析 ; 双 活模 具 结 构 中 图分 类 号 : T G 3 8 5 . 2 文献 标 识 码 : B
・
冲
模
技
术
・
基于A u t o f o r m汽 车外 板 转 向柱 加 强板 的冲压 成 形 工艺 分 析
张 拓
陕西黄 河工模 具有 限公 司( 陕 西西安
7 1 0 0 4 3 )
【 摘要 】 利 用A u l o f o l ・ I u 软件 对汽车外板转向柱加 强板进行 成形 分析 , 通过 分析 结果反馈的
.
1 ) o s s i l > i l i t y( f o I ’ ui r n g l a t e un q ua l i [ i c e I pi ‘ 『 l ( I I l ( I x .F i n a l l y ,CAE i s l i s e ( I a s t l 1 P t h e o i ’ e t i  ̄ ‘ al 1 ) a s i s t o
基于Autoform的DP800高强钢汽车零件回弹影响因素研究
AUTO PARTS | 汽车零部件 时代汽车 基于Autoform的DP800高强钢汽车零件回弹影响因素研究陈新力 张军 詹华 俞祖俊 田志俊 肖洋洋马鞍山钢铁股份有限公司 技术中心 汽车板研究所 安徽省马鞍山市 243000摘 要: 回弹现象直接影响汽车先进高强钢零件的尺寸精度和装备质量,掌握影响先进高强钢冲压成形回弹的主要因素及影响规律是回弹控制的关键。
利用Autoform有限元软件,以马钢汽车板HC420/780DP材料的实际性能参数作为输入条件,开展典型汽车门槛零件成形过程全工序回弹模拟。
研究材料参数、零件造型以及生产工艺等方面各种因素的变化对回弹影响,总结DP钢汽车零件回弹主要影响因素的影响规律和影响重要程度,为DP钢汽车零件回弹预测、工艺设计和模具制造提供指导。
关键词:先进高强钢;冷冲压成形;回弹分析;Autoform随着汽车轻量化的发展,先进高强钢的应用成为了汽车轻量化的重要途径之一。
然而这些先进高强钢材料在推广应用过程中普遍出现回弹量大的技术难题,目前针对800MPa级以上先进高强钢还没有有效的回弹预测和控制手段,导致模具开发调试过程整改次数多、周期超长、成本过高,实际生产不稳定的风险问题。
在车身开发前期的选材阶段,需把握先进高强钢回弹主要影响因素的主次顺序,采取合理的选材思路,从而有效降低先进高强钢应用过程中回弹带来的风险。
在汽车用先进高强钢中,DP系列是目前应用最广并具体代表性的钢种。
选择一个典型汽车高强钢门槛零件模型,利用Autoform 有限元软件对DP钢在各种不同条件下零件回弹量的对比,确定主要的回弹影响因素。
然后在相同条件下,分析各大主要因素在变化范围内引起的回弹量变化,总结多个主要因素对回弹的影响规律。
利用数值模拟技术确定DP钢回弹的主要影响因素并总结影响规律,有利于提高对汽车零件冲压件成形后的回弹前期预测准确性,从而在零件工艺设计和模具制造时做相应的回弹处理,对降低高强钢零件制造成本、保障整车装配质量、缩短新车型开发周期有着重要意义。
基于热成形高强钢板的车身结构轻量化分析与优化
基于热成形高强钢板的车身结构轻量化分析与优化一、本文概述随着全球汽车产业的飞速发展,节能减排、绿色出行已成为汽车工业发展的重要趋势。
车身轻量化作为节能减排的重要手段之一,越来越受到汽车行业的关注。
其中,采用高强度钢板并通过热成形工艺进行制造,是实现车身轻量化的有效途径。
本文旨在探讨基于热成形高强钢板的车身结构轻量化分析与优化方法,分析热成形高强钢板在车身结构中的应用优势,以及如何通过结构优化进一步提升轻量化效果。
我们将介绍热成形高强钢板的基本性能和特点,然后分析其在车身结构中的应用现状和发展趋势。
接着,我们将探讨车身结构轻量化的基本原则和方法,包括材料替代、结构设计和制造工艺等方面的内容。
我们将通过实例分析,展示如何通过热成形高强钢板的应用和车身结构的优化,实现车身轻量化的目标,并探讨未来的发展方向和挑战。
二、热成形高强钢板的基本特性热成形高强钢板是一种通过热处理工艺增强其力学性能的先进高强度钢材。
在热成形过程中,钢板在奥氏体状态下加热至一定温度,然后进行冲压成形,随后快速冷却以固定其形状。
这种工艺能够显著提高钢板的强度、硬度以及抗碰撞性能,因此被广泛应用于汽车车身结构的制造中。
高强度:热成形工艺能够显著提高钢板的屈服强度和抗拉强度,使其达到1000MPa甚至更高。
这种高强度特性使得车身结构在承受外部载荷时能够保持更好的稳定性,提高了整车的安全性。
良好的抗冲击性:热成形高强钢板在冲击载荷作用下具有良好的能量吸收能力,可以有效降低碰撞事故中乘员的受伤风险。
优异的焊接性:与传统的冷成形钢板相比,热成形高强钢板在焊接过程中具有更低的热影响区硬度和更好的韧性,有利于实现高质量的焊接连接。
成形性能好:热成形工艺可以在较高温度下进行,钢板具有较好的塑性,使得复杂形状的车身结构件能够更容易地实现。
轻量化潜力大:通过优化材料厚度分布和结构设计,热成形高强钢板能够在保证结构强度的同时实现车身的轻量化,降低整车的质量,从而提高燃油经济性和降低排放。
基于AutoForm的后地板上横梁连接板工艺优化设计
基于AutoForm的后地板上横梁连接板工艺优化设计JIA Geng-feng【摘要】利用AutoForm软件模拟分析后地板上横梁连接板的成形过程,分析材料成形过程零件的起皱和开裂情况,结合零件的结构、性能和技术要求,综合考虑零件的材料成本、模具成本和生产成本,优化冲压工艺方案的设计,提高工艺设计的可靠性和准确性,选择性价比高的制造工艺,可作为类似零件的工艺设计和模具设计的参考.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】5页(P213-217)【关键词】AutoForm;模拟分析;工艺优化设计【作者】JIA Geng-feng【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TP3910 引言零件冲压工艺的制定应以消除和防止冲压缺陷的产生为目标,同时应考虑工装制造能力、生产水平、工装制造周期、投资成本及冲压生产的场地条件和生产设备等[1]。
本文以某车型后地板上横梁连接板工艺设计为例,介绍零件的整个工艺优化设计过程,以选择性价比高的制造工艺,可作为类似零件的工艺设计和模具设计的参考。
1 产品结构分析制定冲压工艺,首先考虑的是产品的生产方式,根据生产方式制定产品冲压工艺,即是在手动生产线上还是在自动化生产线上生产。
本文介绍的后地板上横梁左/右连接板是在手动化生产线上生产,人工送料和取料,生产效率为2~3冲次/min。
产品结构分析:后地板上横梁左/右连接板,连接后地板总成和侧围总成,结构外形呈“L”形,对连接强度有要求,该零件材质为B280VK,料厚为2.0 mm;批量生产;面和孔的功能要求如图1,精度要求见表1。
图1 面和孔的功能表1 精度要求表检查项目检查方式检验工具检验标准公差1 定位孔测量检具、游标卡尺孔径公差 +0.1mm孔径公差±0.1mm 2 装配孔测量检具、游标卡尺孔径公差 +0.2mm孔径公差±0.5mm 3 功能面测量检具、游标卡尺、三坐标测量仪型面公差±0.5~±0.7mm轮廓公差±0.5~±2.0mm 4 非功能面测量检具、游标卡尺、三坐标测量仪型面公差±1.0~±2.0mm轮廓公差±1.0~±2.0mm 5 其它参照未注公差标准2 工艺方案分析2.1 拉延成形方案拉延成形方案1:结合零件的整体结构和成形性,设计为单件拉延成形,冲压方向设定如图2(a),旋转中心点:(X:2 610 mm,Y:-450 mm,Z:300 mm),旋转方向:(X:-28°,Y:0°,Z:90°),如图 2(b)所示,拉延成形过程起皱,拉延到底材料无法展开,产生叠料,该成形方案不可行。
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基 于 A u t o f o r m 的 高 强 板 大 梁 成 形 工 艺 分 析 及 优 化
李 松 ,张 少辉 ,谷 晓玉
( 长城 汽车股份有限公司,河北 保定
0 7 1 0 0 0 )
摘要 : 介绍 了高强板 大梁成形工艺和产生 的问题 , 对原 工艺方案 、 拉深造型及模具结构进行 了模拟 、 优 化, 解决 了制件 的壁厚减薄及回弹变形等问题 , 制件合格 率达 9 5 % ̄ X 。
关键词 : 高强板成形; 回弹 变形; 工艺优化 ; 模具 中图分类号: T G 3 8 6 . 3 2 文献标识码 : B 文章编号: 1 0 0 1 — 2 1 6 8 ( 2 0 1 ห้องสมุดไป่ตู้ ) 0 9 — 0 0 4 4 — 0 3
Au t o f o t i n. b a s e d p r o c e s s a n a l y s i s a n d o p t i mi z a t i o n o f
Ab s t r a c t : Ac c or d i n g t o t he pr ob l e m i n f o r mi ng pr o c e s s o f hi g h s t r e n g t h s t e e l g i r d e r ,t h e f or mi ng p r oc e s s ,d r a wi ng mod e l i ng a n d di e s t r uc t u r e we r e s i mul a t e d a nd o p t i mi z e d.Fi na l l y , t he p r o b l e m o f s e r i o us t h i nn i n g a n d s p r i n g b a c k of g i r de r wa s s o l v e d .The q ua l i t y r a t e o f
p r o du c t s Wa s e x t r e me l y i m pr o v e d.
Ke y wo r d s :h ig h s re t n g t h s t e e l ;s pr ing ba c k ;pr o c e s s o pt i mi z a io t n;d ie nd a mou ld
h i g h s t r e n g t h s t e e l g i r d e r
LI S o ng ,Z HANG S ha o — hu i ,GU Xi a o — y u
( T e c h n o l o g y C e n t e r o f Gr e a t Wa l l Mo t o r Co mp a n y ,He b e i Au t o mo t i v e En g i n e e r i n g T e c h n o l o y g Re s e a r c h C e n t e r ,Ba o d i n g ,He b e i 0 7 1 0 0 0 ,C h i n a )
汽车大梁数字模型如 图 1 所 示 。制 件 外 形 尺 寸为 l 6 6 0 am ̄ r 1 4 5 mmX 1 2 0mm, 料厚 1 . 6 mm, 材 质
为B 3 4 0 / 5 9 0 D P , 自动线生产 。该制件的成形难点在
_ 『 ‘ :
( 1 ) 制件材 质 为高强 钢厚 板 , 抗 拉强度 I >5 9 0 MP a , 高度 1 2 0 m m, 此 类 制件 的成 形难 度 很 人 , 侧 壁
为 了保 证 高强 板制 件 的尺 寸 精度 , 会 对 同弹 的 制件 进 行 反 复整 改 , 直 到 满足 尺 寸 要求 。反 复整 改
使整车开发周期无法保证 , 开发成 本大大提 高, 降 低 了企业 的竞争力 。此外 , 模 具的反 复整 改, 还会 严重影响模具质量及使用寿命 。
l 引 言
2 制件 成形 工艺 分析
近年来随着汽车 L 业 飞速发展 , 消费者对汽车 的 铃能 、 环保 、 轻 量 化 要 求越 来 越 高 。 轻 量 化 也 成 为 了汽 车 企 业 关键 的 竞 争指 标 , 这使得强度高 、 质
量 轻 的 高 强 板 在汽 车 车 身 零件 中 的应 j { j 比例 越 来 越犬 , 其 材料 种类 越来越 多 , 强度 级别 也越 来越 高 。
收 稿 日期 : 2 0 1 3 - 0 4 一 O 1 。
根 据制件形状特 点, 初 步制 定成形 一 _ 【 : 艺方案 为: ①拉深 , 见 图2 ( a ) , 拉深侧壁角度达 2 。 , 且侧壁
成上 斜 直 的折 线形 状 , 这 一 形状 可 以减 小制件 翘 曲变 形 , 为 了控 制 金 属流 动 , 选j { j 圆形 拉 深 筋 ; ② 修
力, 制件脱模后, 残 留应力释放造成很大同弹 , 直接 影 响 制 件 尺 寸 精 度及 整 车 装 配 、 焊接质量 , 进 而 影
响整 车 质量 。
( 3 ) 制 件侧 壁 为 重要 配 合 面 , 成 形性 差 , 极 易 回 弹, 拉深 后 需要通 过再 次整 形才 能保证 尺 寸精 度 。 2 . 1 初始 成形 工艺
会 严重 减薄 。
冲压件材料强度升级, 其制造 的工艺性却急剧
下 降 。 高 强 板 的 强度 很 高 , 变 形 抗 力 也 随之 增 高 ,
使得其伸 长 率很差 , 成 形 后 会 存 在 很 大 的残 留应
( 2 ) 制 件 整 体 S形 状 , 侧壁夹角为 2 。 , 容 易 产 生扭 曲变形 。