autoform自学


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拼焊板技术是将两块以上具有不同力学性能、镀层和厚度的板料通过焊接结合在一起,以满足特定的强度和刚度要求。这种技术广泛应用于车身制造中,旨在减轻车身质量、减少模具数量并增强车身耐撞性。

由于焊缝两侧材料的差异,在成形过程中两侧变形往往不均匀。较弱一侧的材料容易出现应变集中,导致焊缝区域发生变化和焊缝移动,从而影响成形性能。为了改善这种情况,需要采取合理措施减少焊缝移动,提高拼焊板的冲压成形性能。

一、模型建立

图1展示了汽车围板的三维模型,该零件由DC04-08和B280VK两种材料、厚度为0.8mm和1.2mm的矩形板料通过激光焊接而成。最大长度和宽度分别为1421mm和608mm。图2则是在Autoform软件中的有限元模型,材料性能参数如表1所示。

二、有限元模拟方案

1. 定压边力模拟

在板料成形过程中,一般采用定压边力加载方式。为了确定最大的定压边力(BHFH),我们进行了模拟分析。初始压边力的估算基于经验公式Q=KFq,其中Q是初始压边力,K是压边系数(一般取1.1~1.4),F是毛坯面积,q是毛坯单位面积压力。根据毛坯尺寸和K的取值范围,我们计算了不同压边力下的成形性能云图(图3)。

结果表明,当压边力为450kN时,零件既无拉裂,起皱区和拉伸不充分区也相对较小。选择450kN作为BHFH较为合适。焊缝附近的最大减薄率为37.6%,焊缝的最大移动量为30.31mm(图4)。

2. 变压边力模拟

为了改善板料的减薄率和焊缝移动问题,我们采取了变压边力(VBHF)模拟。变压边力的原理是在成形初期使用较小的压边力(BHFL),保证板料不起皱;在成形后期使用较大的压边力(BHFH)。这样可以使焊缝两侧的应变更加均匀,减小焊缝移动距离。BHFL的取值应大于冲压时凸模接触板料时板料所能承受的最小边力,以保证不出现明显起皱并尽量减小弯曲效应。压边力变化时刻t1与成形总时间tt的比例t1/tt一般取0.6~0.9。我们将BHFL和t1/tt作为因子进行正交试验,结果如图6所示。分析结果表明,当BHFL和t1/tt取值适当时,可以取得较好的成形性能。最终选择一组较优的压边力参数进行模拟,得到汽车围板的拉深件(图8),其成形性能良好,无明显缺陷。


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