论文摘要
汽车覆盖件具有形状复杂、结构尺寸大、精度高、表面质量要求严格等特点。在汽车整车产品中,覆盖件特别是外覆盖件的市场周期最短,变化最频繁,其表面质量是影响整车质量的一个重要因素,它虽不影响整车的使用性能,但直接影响整车的外观。扁壳是汽车覆盖件的典型代表,如轿车顶盖、发罩盖板及车门等均具有扁壳的几何特征。拼焊板具有提高生产效率、降低生产成本、节约能源、适应环保、增加安全性等优势,在汽车工业中受到越来越多重视,其应用将促进汽车产业的巨大进步。但由于拼焊板两基板间存在厚度差,使两边应力应变有很大不同,存在破裂、起皱、焊缝移动和回弹等问题。目前国内外对拼焊板破裂、起皱和焊缝移动等问题做了较详细研究,但对于回弹问题的研究较少,特别是切边回弹方面的研究更少。为弄清拼焊板回弹机制及板料、焊缝、模具和工艺参数对拼焊板扁壳切边回弹的影响规律。本文主要研究内容如下:1.拼焊板切边回弹理论研究:本文在前人对平板矩形柱面扁壳拉延、切边回弹理论分析的基础上,作一些必要的假设,采用由不同厚度组合的几何中心重合的二基板组成的拼焊板模型和弹塑性硬化材料模型,推导拼焊板柱面扁壳切边卸载时的回弹公式。主要分析材料参数、凸模曲率半径、板厚及厚差对不等厚拼焊板单曲率扁壳切边回弹的影响,对拼焊板拉延切边过程中的中性层移动及其对回弹的影响进行了分析,并尝试探讨拼焊板单曲率扁壳切边回弹机制,从而对拼焊板单曲率扁壳切边回弹的主要特征有所认识,以便在此基础上能对拼焊板的回弹进行更为广泛而深入的分析研究。2.拼焊板柱面扁壳拉延、切边回弹研究:建立拼焊板柱面扁壳拉延、切边回弹的有限元模型,对不同板料参数(板厚、板厚差)、模具参数(凸模圆角半径)和工艺参数(压边力大小)对拼焊板的柱面扁壳柱面方向(X向)、曲面方向(Y向)回弹规律和焊缝对拼焊板回弹的影响进行研究和应力应变分析,并与基于平面应力假设推导的回弹公式的理论计算值进行对比,结果表明:理论和模拟得到的拼焊板切边回弹趋势相似。3、拼焊板双曲度扁壳拉延、切边回弹研究:建立拼焊板双曲度扁壳拉延、切边回弹的有限元模型,研究压边力、凸模弦高、板料厚度及厚度差对双曲度扁壳长曲面方向(Y向)、短曲面方向(X向)回弹规律和焊缝移动的影响,并进行了应力应变分析。结果表明,双曲度扁壳长曲面方向回弹较短曲面方向大且切边卸载后短曲面方向回弹指向凸模而长曲面方向远离凸模。