汽车覆盖件冲压成形的多因素耦合数值模拟研究ANSYS

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2.1三维几何模型及有限元模型建立
在复杂型面的板料冲压仿真分析过程中，几何模型建立的工作量占总的模拟过程工作量的很大比例，并且几何模型建立的质量直接影响模拟结果的准确度。侧围外板零件尺寸较大，几何型面非常复杂，多为复杂的空间自由曲面，无法用解析形式表述，只能用参数曲面来表示。eta／DYNAFORM的前处理功能根本不能满足建模的需要，所以使用大型三维造型软件UG进行几何模型的建立，如图1所示即为UG建立的几何模型。在建立几何模型时，要同时考虑冲压方向，工艺补充面及压料面的添加。
当精确的CAD模型建立之后，通过专用的数据转换接口如IGES、VDA等，将曲面模型转入eta/DYANFORM前处理器中进行曲面网格的划分，采用自适应网格划分法，将单元划分为四边形网格。模具单元定义为刚性壳单元，模具间隙=1.1t0（t0为原始板厚），建立起来的有限元网格模型如图2所示。凸模与板料的静摩擦系数μ1=0.15，动摩擦系数μ2=0.04。凸模和压边圈运动速度设为2000mm/s，凸模和压边圈同时运动，当压边圈接触板料后，停止运动，并施加一定的压边力，凸模继续运动，直至零件完全成形。在定义好模具各部分的运动和边界条件后就可以调用计算模块进行分析计算。
由于该零件是大型覆盖件，零件的曲面形状较复杂，各部位的冲压深度不同，因此，可造成板料变形流动不均匀。为了更好地控制板料流动，使板料变形流动均匀，作者在凹模上建立了等效拉延筋。分别设置了两条拉延筋，即拉延筋A和拉延筋B，如图3所示。采用梯形筋的方式输入各参数，如图4所示。
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