汽车掩盖件冲压工艺与模具关键技术

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车身冲压工艺与模具设计制造技术
CAD/CAE/CAM一体化提升冲压工艺与模具程度
•模具设计的
三维实体造
7 }% ]& y! |  J* R( {5 G型
/ U9 E: |) @1 I( G' m6 }7 V•传统制造与
CAM别离
7 p8 G+ U0 k- s9 Q' w& h•模具试模
4～5次
•模具开发周
+ K2 t1 K/ U, X7 g7 B) c% B9 G期为6～8个
月
•……
7 Y- W& ~3 k( s$ h, k2 y! y; _•车身掩盖件设计SE
工程
2 V0 f8 w6 Z* N( M7 F& g. s# S•冲压工艺分析的数
字化和智能化
•模具设计的智能化
: [8 P0 a2 S$ d, X* @•模具制造的精细化
% `2 U4 F: s& D6 v0 ~•模具试模1～2次
2 N! R/ H" L/ K5 g•模具开发周期缩短
30％以上
•……
, N6 |$ i+ J& s( n' K  o4 k( F以冲压成形仿真分析为核 心的一体化技术与配备

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多种先进理论与计算方法
1、显式加载隐式卸载的混合计算方法
2、基于级域概念的冲压成型一体化算法
3、显式仿真算法中接触力计算的质量密度因子法
4、三维应力状态板壳理论与混合单元理论
5 T3 c  O" ^  O8 h/ F2 X5 j/ |5、基于实验与仿真的材料参数反求理论
6、超大范围计算中的计算任务动态分配方法和多CPU间
的定时通讯理论
冲压工艺仿真分析计算方法
5 D, k8 `9 }" T# C
应用并行处置技术停止冲压工艺分析与优化处置，到达理
" n5 Z. P8 [- s3 ]) o想的优化速度和仿真精度。
7 ~; ^# [9 U# R" U! R5 ]" e不规则板料16个
CPU的分区结果
图
国际标准算例S型梁
冲压结果分区显现
/ @$ G2 t, ?. c) B, u车顶盖冲压结果分区显现 前围挡泥板冲压结
/ N( M1 Y. r* |. u  K. M果分区显现
  T2 T$ J* _5 }( {理想曲线
0 k9 Z6 P* T# a理论曲
线
冲压工艺仿真分析计算方法

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‘ ‘ 冲压工艺仿真分析计算方法 冲压工艺仿真分析计算方法
3 @$ e! |) ~0 F8 G6 I5 k; ?1 c  Y- F‘ ‘ 高强度板冲压回弹控制技术 高强度板冲压回弹控制技术
‘ ‘ 模具模块化设计制造技术 模具模块化设计制造技术

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常遇到的工艺技术问题： 冲压件的起皱、拉裂、回弹等
- q7 z. A, K! n( ~. A4 Z8 {影响冲压成型中心技术：冲压工艺、模具设计制造
冲压工艺仿真分析计算方法

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冲压工艺仿真分析计算方法
影响起皱和拉裂的要素：材料特性参数，摩擦系数分布及随
板料变形的变化，模具构造特征及尺寸参数，压边力，冲压
2 p& s" k7 S5 v0 `# u! H速度等
+ `8 M& T& A/ Z& ?$ T起皱对应的受力状态：板料平面内过度的压应力。
拉裂对应的受力状态：板料平面内过度的拉应力。
4 l( _5 h$ \6 x9 I' _在消费理论中，起皱和拉裂本质上都是由于材料在冲压中流
; H6 Q! P& u; O$ n  ^/ R动不均匀构成的，可经过调理压边力等措施促使其互相转化。

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分析计算的难点及关键技术：三重非线性：
1.以板料的大位移、大变形为特征的几何非线性
2.以板料的塑性变形为特征的材料非线性
, e9 x- p( X# ^9 Z& \" m1 _- @0 n& j3.以板料与模具间接触摩擦为特征的边境非线性
9 K7 S- D$ W! v; G! O三重非线性研讨不只是力学计算中的难题，关于冲压成型过程中的综合
作用，招致冲压工艺的精确高效计算极为困难
' }+ y1 [# Z# C  U; m8 c9 g3 Z冲压工艺仿真分析计算方法

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油底壳有限元建模及冲压工艺性仿真计算实例
3 k, U* W# [! D地板件冲压工艺性分析
7 U- y5 z5 }  @0 tCAD模型 板料仿真计算结果
3 O' t: ?, n9 N8 w1 W4 a: u* t% K由数控轨迹所生成
的凸模有限元网格 CAD模型
+ [5 h. b. b+ y* |2 u' _- U8 _+ _冲压工艺仿真分析计算方法
" c& J6 d; `* a: y% O7 n经过先进的计算方法完成有限元分析的精细高效仿真计算

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z经过共同的阻尼子循环和自顺应
- w) d6 T9 g' {1 y) M网格划分等计算方法进步了理论拉
8 ?& V3 z/ o9 {2 Z延筋的计算精度
z在对冲压过程精确分析的根底上
$ z! C7 G* H% a' A创造了新型斜拉延筋工艺
& J2 k  B. B2 c$ E: O* A% H( N( rz斜拉延筋工艺可以主动引导材料
向不产生成形缺陷的方向活动
' a9 _2 R6 {6 d- _* S% a压边圈
) h% F; y7 z8 ]. v! P: Y凸模
凹模 板料
0 t: C* a: p1 o+ ~7 h. M% W斜筋
冲压工艺仿真分析计算方法

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冲压工艺仿真分析计算方法

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影响回弹的要素：材料特性参数，摩擦系数分布及随板料变
形的变化，模具构造特征及尺寸参数，压边力，冲压速度等
* }7 F- P: g) C1 m( j$ m60·
9 x3 K8 S( z0 y! p$ p<60度回弹
回弹 →众多参数→复杂的互相作用机制 （非线性，强耦合）
高强度板冲压回弹控制技术
6 U/ p  z, f% X6 `, c在国度自然科学基金-福特基金的资助下，对回弹及其控制
技术停止了深化的研讨。