高強度鋼板扭曲回彈特性及控制方法研究.pdf

1、扭曲回彈是沖壓成形過程中常出現(xiàn)的一種回彈形式,隨著汽車用鋼強度的提高,扭曲回彈更加明顯。汽車零件產生的扭曲回彈非常難以控制,往往涉及到對零件型面的調整,風險較大且工程繁瑣,使得工程師對于采用高強度鋼板的零件比較慎重,然而基于汽車輕量化和安全性的考慮,高強度鋼板在汽車車身上的應用越來越普及。扭曲回彈控制不了,會嚴重影響整車的裝配精度和增加焊裝的難度,因此,扭曲回彈問題一直是汽車工業(yè)界和學術界關注的熱點。
　　 本研究基于工程實際應

2、用,首先從實際生產中出現(xiàn)的各種扭曲回彈形式進行歸類和總結,分析了產生扭曲回彈零件的基本特征,并對產生扭曲回彈的基本原因和影響因素進行了探討研究。本文提出了高強鋼零件沖壓后扭曲回彈問題的分析方法、評價方法和控制方法。
　　 本研究的主要工作包括以下幾個方面:
　　 1.在廣泛調查扭曲回彈現(xiàn)象的基礎上,對容易產生扭曲回彈的汽車車身零件進行了分類,研究整理出高強鋼零件沖壓后產生扭曲回彈的主要基本特征。通過實際零件如A柱鉸鏈加強

3、板、門檻件等零件的扭曲回彈現(xiàn)象分析,提出零件的“抗扭剛度”和“殘余扭矩”是導致扭曲回彈的主要原因,并提出了常用的減小扭曲回彈的方法和工藝。
　　 2.提出一種考慮特征截面卷曲回彈的解析法用于預測特征截面的回彈量,并將卷曲效應疊加到回彈角的計算結果中,使得預測方法更加準確,通過U型沖壓實例對該方法進行了驗證,結果表明該解析算法具有較高的計算精度。提出基于該解析法預測零件整體扭曲回彈趨勢的方法,將扭曲回彈定義為“初始回彈”和“相互影

4、響”兩個過程,通過解析法分析截面的初始回彈,結合零件的形狀特點分析不同截面之間的相互影響作用,從而實現(xiàn)對零件扭曲回彈趨勢的預測,并對具有拐角特征、變截面特征等的典型零件的扭曲回彈趨勢進行了實例分析。
　　 3.分析了汽車沖壓件產生扭曲回彈的基本特征,即不平衡拉深特征、變截面特征和拐角特征,以實驗為基礎,采用科學實驗設計方法結合仿真分析手段分析了這些特征產生扭曲回彈的基本原因,并以這些基本特征為基礎,研究了汽車零件的基本特征尺寸、

5、沖壓材料、成形工藝等因素對扭曲回彈的影響規(guī)律。
　　 4.提出可用于預測實際零件扭曲回彈趨勢和規(guī)律的截面運動法,該方法采用回彈前后典型截面的運動參數作為零件扭曲回彈的評價指標,對零件的扭曲回彈進行了量化,通過特征截面和扭曲回彈參數描述零件的扭曲回彈。應用實例表明,該方法能夠較準確地計算復雜零件的扭曲回彈量,對指導汽車零件扭曲回彈的控制具有較強的實用性。
　　 5.提出了一種基于截面運動規(guī)律的扭曲回彈控制方法,該方法應用截