[00327117]复杂件成形工艺参数优化

※ 成果简介：

覆盖件等复杂零件的冲压加工是汽车制造的重要组成部分。在其冲压成形过程中，零件皱、破裂等对原材料的成形性、毛坯的几何形状及定位、冲压方向、拉深筋的形式及布局、摩擦润滑条件、压边力大小等许多因素都极其敏感，成形工艺复杂，经常造成工艺缺陷甚至成批报废。

工艺设计直接关系到产品的质量、成本、生产效率和模具使用寿命。近年来，数值模拟技术逐渐成为汽车复杂零件板料成形工艺和模具的优化设计的主要辅助工具。采用数值模拟技术在计算机上模拟复杂零件成形的全过程，可以观察并深入分析各工艺参数和材料参数对成形性的影响，对成形中的起皱和破裂等成形质量进行预测。从而帮助设计人员准确评价复杂零件成形工艺设计的可行性，缩短开发周期；并进行缺陷的预测和分析，完善实际 生产方案，确定最佳参数，改善复杂零件生产质量，降低成本。因此，计算机数值模拟技术已经成为研究复杂零件成形性能的一个强有力的手段，具有不可替代的优势。

在复杂零件成形的有限元数值模拟中，有限元建模〔包括造型和曲面网格划分〕的工作量占去了绝大部分时间，可以在相似理论的基础上将工件形状加以简化，从而更有针对性地研究工件成形过程中出现的问题并加以解决，也便于通过物理实验来研究其成形特点。

※ 研究目标：

以“左右车门柱后外板”的成形工艺为基础，结合物理模拟成形实验，建立较为精确的起皱、破裂等工艺缺陷的预测计算模型；建立合理的有限元模拟模型，通过对成形过程进行模拟和深入分析，揭示工艺参数对成形性的影响规律，选择高效的工艺参数优化算法，由此提出控制变形的合理方法及工艺参数优化的原则，优化成形工艺，改善成形质量。

※ 研究内容：

(1> 以典型复杂件如“左右车门柱后外板”作为研究对象，分析其现有工艺及缺陷成因；

(2> 设计并进行物理模拟实验，基于人工神经网络研究工艺参数对成形的影响规律及起皱、破裂等工艺缺陷的形成规律；

(3> 以拉深筋、气垫压力、气垫高度等成形工艺参数作为设计变量，以起皱准则和破裂准则作为目标函数，对工艺和成形质量进行优化；

(4> 建立有效的起皱、破裂等模拟模型和等效拉深筋阻力模型；

(5> 对成形过程进行模拟，定量分析变形场和厚度场及起皱、破裂的发生、发展情况，探索最佳成形条件，对成形质量进行优化。