[发明专利]一种基于板料成形数值模拟的汽车板选材方法

说明书

本发明提供一种基于板料成形数值模拟的汽车板选材方法，通过选取汽车冲压零件建立产品模面，依据实验室性能数据选取不同汽车板材料建立材料力学模型，对零件进行冲压过程的有限元分析，完成冲压的数值模拟，同时优化工艺方案，预测不同板材冲压是否存在成形缺陷，预测成形安全裕度，最后进行汽车冲压件合理选材，做到“正确的材料用到正确的零件上”，克服了传统的冲压生产和汽车板选材耗时耗力的缺点，可极大地提高板料成形数值模拟的汽车板选材方法准确性，适应汽车板材冲压实际生产需要。

技术领域

本发明涉及有限元分析领域，具体涉及一种基于板料成形数值模拟的汽车板选材方法。

背景技术

板料冲压成形是现代汽车行业中一个重要的加工方法，冲压过程是一个十分复杂的力学过程，传统的冲压生产和汽车板选材是经验和探索的摸索，试模阶段需要大量的试模材料和时间，由于反复的试模、修模，导致覆盖件的开发周期延长，提高了生产成本。随着计算机的应用和发展以及有限元方法的成熟，板料成形数值模拟技术在汽车板选材应用上发挥了重要的作用。

目前，板料成形数值模拟技术中的有限元法已经逐步取代了其他数值模拟方法，成为分析板料冲压成形问题的有力工具。市面上已经有各种成熟的商用软件推出，利用这些软件能够进行冲压工序中各参数的设置，进行冲压模拟计算。但是，各种软件中需要用到的材料数据卡的准确度有待考究，而准确的材料性能数据才能得到更真实的冲压结果，为合理地进行汽车板选材提供可靠依据。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，而提供一种基于板料成形数值模拟的汽车板选材方法，将材料真实的力学性能及成形极限曲线引入到基于板料成形数值模拟的汽车板选材方法中，利用有限元分析方法进行仿真冲压模拟，以提高板料成形数值模拟的汽车板选材方法准确性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于板料成形数值模拟的汽车板选材方法，通过选取汽车冲压零件建立产品模面，依据实验室性能数据选取不同汽车板材料建立材料力学模型，对零件进行冲压过程的有限元分析，完成冲压的数值模拟，预测不同板材冲压是否存在成形缺陷，预测成形安全裕度，最后进行汽车冲压件的合理选材。

进一步地，本发明具体包括如下步骤：

1.根据零件产品图，建立仿真的曲面模型；

2.进行仿真的前置处理：

2.1.对曲面模型进行有限元网格划分，并进行曲面造型工艺补充面设计；

2.2.根据不同曲面模型结构，定义相应成形工具；

2.3.定义材料模型：通过测定材料的静态力学性能，及材料的成形极限曲线，获得真实的材料模型参数；

2.4.建立真实拉延筋模型或者等效拉延筋模型；

2.5.设置成形参数；

3.设置求解器参数，进行计算，完成汽车板材料成形数值模拟；

4.进行仿真冲压结果的后置处理：根据计算结果，分析冲压件的应力应变、载荷，是否存在起皱、破裂危险，进行工艺参数敏感性分析；并评估仿真冲压结果；

5.更换新材料，重复步骤1～4，对比不同材料的仿真冲压结果，选取最优的汽车板材料。

进一步地，所述步骤2.3过程中，依据GB/T 228.1-2010金属材料室温拉伸试验方法对材料力学性能进行测定。

进一步地，所述步骤2.3过程中，中依据GB/T 15825.8-2008标准，测定材料的成形极限曲线。

进一步地，所述步骤2.3中，材料的静态力学性能包括材料三个方向的应变硬化指数n值，塑性应变比r值，屈服强度，及抗拉强度。