基于殘余應(yīng)力數(shù)值仿真的拼焊板沖壓成形及焊縫移動(dòng)預(yù)測(cè)建模分析.pdf

1、隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展壯大以及人們消費(fèi)水平的提升，汽車正快速進(jìn)入居民家庭。汽車工業(yè)的進(jìn)步，相應(yīng)對(duì)汽車工藝制造技術(shù)，特別是汽車車身覆蓋件制造要求逐漸提高。拼焊板沖壓技術(shù)，作為汽車向輕量化方向發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，越來越多的受到關(guān)注和重視。利用該技術(shù)可以突破對(duì)軋鋼設(shè)備對(duì)超寬板材的限制，提高材料的利用率，可以合理設(shè)計(jì)車身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
　　本課題通過專業(yè)焊接仿真軟件SYSWELD對(duì)激光拼焊板進(jìn)行仿真分析，獲得不同拼焊接要求下的焊縫周邊溫度場(chǎng)

2、和應(yīng)力場(chǎng)數(shù)據(jù)，仿真繪制出在2.5s,8s,13s,16s,46s,500s等時(shí)間下的溫度分布圖，得到冷卻到室溫后的應(yīng)力應(yīng)變曲線和殘余應(yīng)力曲線。根據(jù)實(shí)際研究需要提取得到沿焊縫方向和垂直焊縫方向的σsigma22σmeanstress等應(yīng)力應(yīng)變（stress-strain）值。
　　同時(shí)通過拉伸與彎曲塑性變形實(shí)驗(yàn)，對(duì)高強(qiáng)度與低強(qiáng)度材料焊接而成的鋼板進(jìn)行加載試驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)得出試件在塑性變形條件下，焊接結(jié)合處抗塑性變形能力最低，并首先在兩

3、種材料結(jié)合處出現(xiàn)裂紋。由此說明在塑性變形條件下焊縫處是薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)焊縫的研究分析，為沖壓分析做好準(zhǔn)備。
　　利用DYNAFORM沖壓分析軟件在不同的拼焊縫設(shè)計(jì)條件下對(duì)S梁U型件進(jìn)行數(shù)值仿真沖壓成型模擬，分別得到加載殘余應(yīng)力板料拼焊板模型下不同圓角大小、摩擦系數(shù)拉延筋分布，壓邊力大小，焊縫設(shè)定位置等沖壓參數(shù)對(duì)成型過程后的焊縫兩側(cè)應(yīng)力應(yīng)變影響。通過對(duì)比分析，找出焊接殘余應(yīng)力與沖壓變形應(yīng)力在焊縫處的危險(xiǎn)點(diǎn)和危險(xiǎn)區(qū)域，找出焊縫移動(dòng)與

4、應(yīng)力應(yīng)變之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，以此作為焊縫優(yōu)化設(shè)計(jì)的依據(jù)之一。利用材料邊界流動(dòng)數(shù)值來判斷焊縫移動(dòng)量，調(diào)解各類沖壓控制參數(shù)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。
　　由于當(dāng)前人工智能和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)不斷深入發(fā)展，智能沖壓設(shè)備的研究越來越受到重視和成為熱點(diǎn)。利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的支持向量機(jī)算法對(duì)模擬所收集到數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和建模，選取出對(duì)焊縫移動(dòng)的典型因素進(jìn)行建模分析和全局優(yōu)化，建立模型可以對(duì)一定工藝參數(shù)下的拼焊板焊縫移動(dòng)進(jìn)行快速預(yù)測(cè)，可以將以上研究分析方法用于實(shí)際拼