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[其他] 应用Autoform仿真判定后背门外板变形

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发表于 2015-4-27 16:23:45 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本文以后背门外板拉延分析模拟为例,论述了Autoform仿真在冲压工艺判定变形中的应用,将仿真结果与实际生产结果进行对比,结果表明仿真结果可以准确地预测实际冲压生产中出现的制件品质问题,早改善、早解决为新产品的开发提供了有利的保证。
        在车身钣金件开发过程中,后背门外板作为车身系统的外表面件,承担着越来越大的审美与工程压力。一方面作为消费者要求整车外观漂亮、造型独特,另一方面工程技术却又制约着整车造型的独特性,这两方面的实现与后背门外板钣金件的外观品质密切相关。随着顾客对造型追求的提高,冲压工艺的实现及品质的控制变得越来越重要,所以在产品设计的前期发现并准确判断冲压工艺可行性以及产品品质对外观的影响程度,对产品的设计具有重要的意义。本文重点论述Autoform仿真在后背门外板中判定变形的基本方法。
        后背门外板的拉延工序仿真
        后背门外板成形结果如图1所示。本文以后背门外板常用的材质B180H1为例完成仿真分析,仿真分析所用的材料参数如表1所示,B180H1的应力-应变关系曲线如图2所示。
       

应用Autoform仿真判定后背门外板变形

应用Autoform仿真判定后背门外板变形

        应用Autoform仿真判定后背门外板变形,首先要根据后背门外板产品CAD数据进行冲压工艺数据制作,并在Autoform中完成拉延工序分析结果。
        1.判定方法一
        如图3所示,拉延工序模拟结果在下死点时利用Thinning-材料变薄率判定方法设置数值为-0.025~-0.01,即颜色显示黄色至绿色区间。材料变薄率范围大于2.5%(结果显示门把手区域整体黄色)无明显色差存在,因此,此判定方法预知此处门把手区域无变形。对于B180H1材质的板料来说,变薄率若小于2.5%则认为塑性变形不充分,制件存在加工后应力释放问题,有存在副应变趋势,因此,可以判定变薄率小于2.5%情况下存在变形风险。
       

应用Autoform仿真判定后背门外板变形

应用Autoform仿真判定后背门外板变形

        2.判定方法二
        如图4所示,拉延工序模拟结果在下死点时利用Minor stress-副应力判定方法设置数值为170~360,结果显示门把手副应力小于170N/mm2区域(白色区域)属于成形变形区域,此判定方法可以预知此处门把手区域有变形。材质为B180H1板料,屈服强度为180MPa,副应力小于170N/mm2的地方,塑性变形不充分,制件存在加工后应力释放问题,存在副应变趋势,因此,可以判定存在变形风险。
        3.判定方法三
        如图5所示,拉延工序模拟结果在下死点时利用Minor strain-副应变判定方法设置数值为-0.01~0.06,结果显示门把手副应变小于-0.01的区域(白色区域)属于变形区域,此判定方法可以预知此处门把手区域有变形。
       

应用Autoform仿真判定后背门外板变形

应用Autoform仿真判定后背门外板变形

        4.判定方法四
        如图6所示,拉延工序模拟结果在下死点时利用AF-Curved-steel-before-SB-回弹前曲面缺陷分析判定方法设置数值为0~2,结果显示在回弹分析前,判定门把手表面缺陷小于1的区域(橘红色区域)存在变形,此方法仅可以判定低碳钢制件回弹分析前是否存在变形问题,因此,可以预知此门把手区域有变形。
        仿真与实际结果对比
        本次后背门外板拉延工序仿真判定变形的4种方法中,任何一种判定方法存在问题都可以认为在实际生产中将会存在相应的问题,为了更好地验证仿真的准确性,通过跟踪后期此件生产状态并进行点对点对比,门把手安装孔外侧A面区域实物与Autoform分析结果一致,存在变形,结果如表2所示。
       

应用Autoform仿真判定后背门外板变形

应用Autoform仿真判定后背门外板变形

        结语
        利用Autoform软件,综合应用以上4种A面判定方法,能够准确地判定实际生产中,汽车外覆盖件板料到制件生产过程中可能出现的品质问题;能够在项目开发前期指导造型、油泥模型设计和制造,也为后期模具制造顺利开发提供了帮助;既缩短了项目整体开发周期,又无形地为项目节约了成本。更重要的是可以规避一直被客户重点关注的变形和滑移线等品质问题,间接地改善了公司车型的销售情况。
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