高強度鋼車身沖壓件拉深模具型面設計研究.pdf

1、汽車車身在質量和造價上已攀升至新車型整車質量及價格的50％～70％，車身及其模具的開發(fā)占據(jù)新車型開發(fā)2/3的時間。高強度鋼(HSS，high strength steel)提供了足夠的強度和剛度，以及良好的性價比，并且具有高的吸能性和良好的抗疲勞性能，在車身制造領域得到越來越廣泛的應用。
　　對于高強度鋼來說，低碳鋼的工藝并不一定能夠適應，新的鋼種需要新的工藝。鋼板強度增加容易引起塑形和成形性能變差，而屈服強度的提高會造成面畸變和

2、回彈效應加劇，增加形狀不穩(wěn)定性，因此高強度鋼板成形工藝對現(xiàn)有的冷沖壓技術來說具有較大的難度，研究高強度鋼沖壓成形性能及開發(fā)新的模具技術具有重要的工程意義。
　　本文通過總結高強度鋼的成形難點及其沖壓工藝研究現(xiàn)狀，針對目前模具設計很大程度上依賴經驗的問題，提出了一種基于滿意度準則的高強度鋼拉深模具型面關鍵參數(shù)響應面法優(yōu)化方法，主要包括以下內容:
　　(1)分析高強度鋼沖壓成形難點，總結基于代理模型的沖壓工藝優(yōu)化技術研究現(xiàn)狀，及

3、高強度鋼沖壓成形新工藝及模具新技術，概述拉深模具型面設計方法。
　　(2)針對沖壓工藝數(shù)值模擬的特點，分析影響模擬精度的網(wǎng)格劃分技術、虛擬拉延筋技術，及精確回彈計算的原則，并計算NUMISHEET'2011 BM3算例以驗證模擬的精度和效率。
　　(3)針對高強度鋼難成形、回彈大的特點，采用特征圖法確定沖壓方向，以不同特征變形處厚度減薄率和不同截面處回彈量為質量目標，研究模面設計關鍵參數(shù)對高強度鋼拉深質量的影響。
　　

4、(4)采用Box-Behnken實驗，建立厚度減薄率和回彈的多目標響應面回歸模型，研究拉深模具型面設計參數(shù)對拉深質量的交互式影響，并采用基于整體滿意度準則的非線性多目標優(yōu)化方法對模面參數(shù)進行優(yōu)化，通過有限元增量法對優(yōu)化效果進行驗證。
　　在模面補償和模具結構完善的基礎上，對加工的模具進行實沖實驗，實驗得到質量穩(wěn)定并達標的沖壓產品，證實了優(yōu)化設計的有效性。本文提出的基于響應面法和滿意度準則的一整套高強度鋼板拉深模具型面優(yōu)化設計方法，