激光拼焊板沖壓成形數(shù)值模擬中焊縫性能的影響研究.pdf

1、在汽車工業(yè)中廣泛采用有限元方法來分析評價拼焊板的沖壓成形性能，但在目前大部分的工程應(yīng)用仿真過程中，焊縫處理采用剛性連接，實踐證明這種簡化方式的仿真結(jié)果在一些工況下與實際成形結(jié)果存在較大的差異。本文將采用數(shù)值模擬、物理試驗和力學解析方法系統(tǒng)地研究焊縫性能對于拼焊板沖壓成形數(shù)值模擬結(jié)果的影響，為拼焊板沖壓成形有限元模擬正確應(yīng)用于工程實踐中提供參考依據(jù)。 為了在數(shù)值模擬中給予拼焊板焊縫單元賦予正確的材料屬性提供依據(jù)，首先對拼焊板焊縫性

2、能進行了金相組織、硬度分布以及單向拉伸等方面的綜合分析。其次，為了研究焊縫對拼焊板成形性能的影響，選取了板料塑性成形中兩大典型成形工序：單向拉伸和極限脹形，作為數(shù)值模擬研究對象。拼焊板模型中，運用了兩種焊縫處理方式，即忽略焊縫性能的剛性連接和考慮焊縫性能的殼單元焊縫模型。在拼焊板單向拉伸數(shù)值模擬研究中，分析了采用剛性連接模型和殼單元焊縫模型對于拉伸過程中的應(yīng)變、縮頸時試件變形量、縮頸位置以及焊縫移動量等方面的模擬結(jié)果的影響。結(jié)果表明：兩

3、種焊縫處理方式的模擬結(jié)果之間差別很小。在此基礎(chǔ)上基于剛性連接拼焊板模型，采用力學解析方法推導了同材差厚拼焊板試件單向拉伸情況下縮頸時焊縫兩側(cè)薄厚板變形量公式，并通過試驗以及有限元方法驗證了所推導公式的正確性。在拼焊板脹形成形數(shù)值模擬研究中，分析了焊縫兩側(cè)材料不同匹配情況下焊縫性能的影響，總結(jié)了不同焊縫處理方式的適用范圍。研究表明：當焊縫兩側(cè)材料綜合強度比相當時，開裂首先發(fā)生在焊縫處，隨即蔓延到鄰近焊縫的母材區(qū)域，剛性連接模型模擬開裂結(jié)果