汽車側圍外板結構及其沖壓工藝優(yōu)化設計.pdf

1、20世紀70年代至今，計算機技術和先進制造技術(CAD/CAE/CAM)得到迅速發(fā)展，汽車設計進入數(shù)字化時代。利用相關軟件就可完成虛擬造型、虛擬結構設計、虛擬分析、虛擬試驗和虛擬制造等車身開發(fā)設計工作。這些發(fā)展帶動車身設計方法有了新的突破。目前使用最廣的車身設計方法是綠色設計。在繼承DFX概念的基礎上，綠色車身設計方法包括面向多種設計的工具，如面向拆卸的設計DFD（DesignforDisassembly）、面向回收的設計DFR(Des

2、ignforRecycling)、面向制造的設計DFM(DesignforManufacturing)、面向裝配的設計DFA(DesignforAssembly)。無論多先進的理念，多強大的功能，都要能夠制造成產(chǎn)品才能體現(xiàn)其價值，因此不管車身設計技術如何發(fā)展，都必須在結構設計過程中考慮產(chǎn)品的可制造性?；谶@樣的理念，車身設計中出現(xiàn)一個新的名詞——沖壓同步工程分析（SimultaneousEngineering，簡稱SE），即在車身開發(fā)的

3、初始階段就全面考慮產(chǎn)品在工藝、模具制造、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)可能遇到的各種問題，同步地進行車身設計及工藝可行性分析。這樣不僅能夠提高產(chǎn)品設計質量，降低成本，增加可制造性，還能有效縮短整車開發(fā)周期。
　　 本文以某車型的側圍外板作為研究對象，對沖壓同步工程在側圍外板開發(fā)過程中的作用做了研究，重點進行了側圍外板的結構及沖壓工藝參數(shù)的優(yōu)化設計。
　　 首先在介紹沖壓同步工程分析及數(shù)值模擬技術的基礎上，重點研究了覆蓋件結構特征元素與沖壓成

4、形性之間的關系，并探討了沖壓工藝設計時應考慮的關鍵問題。
　　 緊接著介紹了沖壓同步工程分析在側圍外板結構優(yōu)化設計中的具體應用。首先在分析了側圍的結構、形狀特點、精度及裝配等要求的基礎上，設計側圍的拉延模具型面，并采用Autoform進行沖壓成形模擬。通過修改工藝補充及調整工藝參數(shù)，解決了因工藝問題造成的質量缺陷，獲得最佳的模擬結果。然后依據(jù)同步工程分析，對影響側圍成形性的結構特征進行詳細地更改說明。最后根據(jù)所提出的變更建議進行

5、側圍外板的結構優(yōu)化設計。
　　 在完成結構優(yōu)化之后，本文采用基于二階響應面的方法對優(yōu)化后的側圍外板拉延成形工藝進行穩(wěn)健優(yōu)化設計。首先以最大減薄率作為質量評價指標，利用正交試驗研究凸凹模間隙、壓邊力、凹模圓角半徑、凹模與板料摩擦系數(shù)和凸模與板料摩擦系數(shù)對側圍沖壓成形性的影響，確定關鍵因素為凸模與板料的摩擦系數(shù)和凹模與板料的摩擦系數(shù)，非關鍵因素（即噪聲因素）為壓邊力、凹模圓角半徑、凸凹模間隙。接著對關鍵因素實行編碼變換，再次進行新的