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基于AutoForm模拟的汽车B柱加强板热冲压工艺分析与优化设计

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锻压技术 2022年第12期47卷 75-80页

作者：梁发周钟圣滔南昌航空大学科技学院机械材料学部江西九江332020

利用AutoForm软件对B柱加强板热冲压过程进行成形工艺模拟,并针对分析过程中出现的起皱现象,分析其起皱原因后对零件模面进行调整、优化,通过在法兰边处增加拉延槛和拉延筋以及优化下模压料板的压料间隙值来解决b柱法兰边起皱以及侧壁... 详细信息

利用AutoForm软件对B柱加强板热冲压过程进行成形工艺模拟,并针对分析过程中出现的起皱现象,分析其起皱原因后对零件模面进行调整、优化,通过在法兰边处增加拉延槛和拉延筋以及优化下模压料板的压料间隙值来解决b柱法兰边起皱以及侧壁局部减薄的问题,对结果进行优化设计、对比优化前后的分析结果,选出最优的设计方案。通过分析和优化改进,采用b柱大头端上模压料板的压料力为60 kN、中间压料板的压料力为20 kN、下模压料板的压料间隙为1.4 mm、保压力为3000 kN、保压时间为7 s的工艺参数进行拉延成形仿真模拟,得到的零件无开裂和起皱缺陷,表面质量较好,满足加工工艺要求,可有效缩短模具的开发周期和成本。

关键词： B柱加强板法兰边起皱热冲压工艺拉延槛拉延筋

碳纤维复合材料汽车B柱加强板的优化与性能分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2019年第8期46卷 36-44页

作者：马芳武熊长丽杨猛蒲永锋王晓军支永帅吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130025 上海汽车集团股份有限公司技术中心安全工程与虚拟技术部上海201804

通过建立b柱总成的有限元仿真模型,在等刚度原则下,对碳纤维复合材料b柱加强版进行自由尺寸优化、尺寸优化、铺层角度优化设计,并对b柱总成进行三点弯曲有限元仿真,获取优化后模型的最大位移及最大强度.通过真空导入成型工艺制作b柱加... 详细信息

通过建立b柱总成的有限元仿真模型,在等刚度原则下,对碳纤维复合材料b柱加强版进行自由尺寸优化、尺寸优化、铺层角度优化设计,并对b柱总成进行三点弯曲有限元仿真,获取优化后模型的最大位移及最大强度.通过真空导入成型工艺制作B柱加强板样件,并对碳纤维复合材料b柱总成进行三点弯曲试验,校核总成的强度指标.最后基于2018版C-NCAP标准分析整车侧面碰撞性能.通过对比刚度、弯曲性能、侧面碰撞侵入量、侧面碰撞侵入速度、侧面碰撞加速度,优化设计后的碳纤维复合材料B柱加强板可在保证刚度、强度及侧面碰撞性能的前提下替代原钢制B柱加强板,并使B柱加强板减重1.376 kg,减重比达到76.4%.

关键词：碳纤维复合材料轻量化 B柱加强板优化设计

汽车B柱加强板热冲压工艺的遗传算法多目标优化

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锻压技术 2021年第5期46卷 46-52页

作者：王泌宝潍坊工商职业学院机电与汽车工程学院山东诸城262234 潍坊市经济学校机电工程系山东诸城262234

为了提高汽车B柱加强板热冲压件的厚度均匀性,提出了非支配排序遗传算法的工艺参数多目标优化方法。分析了B柱加强板的热冲压过程,选择板料加热温度、冲压速度、摩擦系数和模具间隙作为优化参数。以减小最大减薄率和最大增厚率作为优化... 详细信息

为了提高汽车B柱加强板热冲压件的厚度均匀性,提出了非支配排序遗传算法的工艺参数多目标优化方法。分析了B柱加强板的热冲压过程,选择板料加热温度、冲压速度、摩擦系数和模具间隙作为优化参数。以减小最大减薄率和最大增厚率作为优化目标,建立多目标优化模型。使用最优拉丁超立方抽样法在优化空间内设计实验点,并依据Autoform有限元软件得到实验值。基于bP神经网络拟合工艺参数与质量参数之间的关系,并依据预测均方根误差验证了拟合的精确性。使用非支配排序遗传算法搜索多个优化目标的Pareto前沿解。经生产验证,与厂家工艺相比,优化后的热冲压件最大减薄率减小了22.25%,最大增厚率减小了7.34%,说明优化后冲压件的质量得到了提高;且优化后最大减薄率和最大增厚率的标准差均减小,说明优化工艺的生产稳定性更好。

关键词： B柱加强板热冲压 bP神经网络非支配排序遗传算法 Pareto前沿解

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基于数值模拟的B柱加强板成形工艺优化

中国工程机械学报 2016年第1期14卷 62-68页

作者：王圣波詹艳然一汽海马汽车有限公司海南海口570216 福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108

在对使用拼焊板拉深成形的汽车B柱加强板进行数值模拟的基础上,采用bP神经网络建立工艺参数与成形质量之间的非线性映射关系,通过多目标遗传算法NSGA-II获得最优成形工艺参数.研究结果表明:神经网络结合多目标遗传算法可以获得最优成形... 详细信息

在对使用拼焊板拉深成形的汽车B柱加强板进行数值模拟的基础上,采用bP神经网络建立工艺参数与成形质量之间的非线性映射关系,通过多目标遗传算法NSGA-II获得最优成形工艺参数.研究结果表明:神经网络结合多目标遗传算法可以获得最优成形工艺参数,可较好地解决B柱加强板的成形问题.

关键词： B柱加强板拼焊板工艺优化神经网络遗传算法

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汽车B柱加强板的冲压工艺数值模拟及分析

热加工工艺 2015年第21期44卷 131-133页

作者：李英焦洪宇牛曙光常熟理工学院机械工程学院江苏常熟215500

以某汽车B柱加强板为例,考虑零件的材料及结构特点,合理地确定了它的工艺方案。采用Autoform4.5软件进行了冲压方向的确定,设计了压料面和拉延筋。同时完成工艺补充及拉延成形过程的数值模拟。根据模拟结果预测板料成形过程中拉裂、减... 详细信息

以某汽车B柱加强板为例,考虑零件的材料及结构特点,合理地确定了它的工艺方案。采用Autoform4.5软件进行了冲压方向的确定,设计了压料面和拉延筋。同时完成工艺补充及拉延成形过程的数值模拟。根据模拟结果预测板料成形过程中拉裂、减薄、起皱等缺陷。分析了引起缺陷的原因,提出了合理的拉延成形工艺参数。结果能为实际生产提供参考和依据。

关键词： B柱加强板冲压工艺数值模拟拉延 Autoform

碳纤维复合材料汽车B柱加强板的轻量化设计研究

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碳纤维复合材料汽车B柱加强板的轻量化设计研究

作者：熊长丽吉林大学

学位级别：硕士

碳纤维复合材料具有诸多优点,包括质量轻、比强度高、可设计性好等。与碳纤维复合材料在汽车覆盖件上的应用研究相比,其在车身结构件上的应用较少。b柱作为车身典型的结构件,其结构相对独立,但是该结构中经常装配多块加强板,不仅不利于... 详细信息

碳纤维复合材料具有诸多优点,包括质量轻、比强度高、可设计性好等。与碳纤维复合材料在汽车覆盖件上的应用研究相比,其在车身结构件上的应用较少。b柱作为车身典型的结构件,其结构相对独立,但是该结构中经常装配多块加强板,不仅不利于轻量化,而且给车身设计和装配增加了复杂度,因此本文以b柱总成轻量化为研究目标,通过对金属B柱加强板等代设计为碳纤维复合材料的研究,对车身框架其他结构件的轻量化设计有借鉴意义。本文选择有代表性的车身主框架结构的b柱组件作为研究对象开展如下研究:分析碳纤维复合材料在汽车上的应用研究现状,探究复合材料的力学性能,单层板失效准则、复合材料层合板强度理论,为之后碳纤维复合材料汽车B柱加强板的设计、优化、分析以及验证提供理论基础。采用树脂传递模塑成型工艺(RTM)制作碳纤维复合材料层合板,根据ASTM标准对层合板进行力学性能试验,得到材料力学性能,包括拉伸模量、压缩模量、强度、泊松比等,为后续碳纤维复合材料有限元仿真分析提供材料参数。根据b柱结构的典型受力特点,确定总成的典型受力工况并求解其刚度,采用有限元方法对原车钢制总成进行分析,确定原车金属部件总成刚度,将其作为优化设计中的设计约束。对钢制B柱加强板进行拓扑优化,按等刚度原则设计出碳纤维复合材料结构,经尺寸优化、铺层次序优化对其进行优化设计,建立复合材料有限元仿真模型,在典型工况下比较原金属与碳纤维复合材料b柱组件的刚度性能。对比发现,优化后的碳纤维复合材料总成在保证不低于原钢制总成刚度的情况下,可减重达70%。对碳纤维复合材料加强板进行铺层设计,通过LS-DYNA软件对总成进行三点弯曲仿真实验,验证了碳纤维复合材料b柱的总成强度优于原钢制部件。使用真空导入成型工艺制作碳纤维复合材料加强板样件,对样件总成进行三点弯曲试验,验证了有限元仿真结果的准确性。通过对比已有的实车试验数据,验证了本文使用的整车模型的准确性。分析2018版新车碰撞评价规程与2015版的差异。通过整车侧面碰撞仿真,可以得到碳纤维复合材料b柱的侵入量与侵入速度较金属明显降低,乘员保护性能提升。本文通过对碳纤维复合材料b柱总成进行拓扑优化、尺寸优化、铺层次序优化,在保证结构强度刚度不降低的前提下,实现了轻量化的目的,为复合材料在轻量化设计中的应用提供了重要指导和参考。

关键词：碳纤维复合材料轻量化 B柱加强板优化设计

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B柱加强板热冲压成形仿真研究

B柱加强板热冲压成形仿真研究

作者：罗魁燕山大学

学位级别：硕士

B柱加强板是支撑车身和保护乘员安全的重要组成部分。高强钢B柱加强板不但可以实现车身轻量化,而且可以提高汽车的碰撞安全性。热冲压成形技术是制造高强度B柱加强板的有效方法。本文首先介绍了热冲压成形的技术原理和国内外研究现状,... 详细信息

B柱加强板是支撑车身和保护乘员安全的重要组成部分。高强钢B柱加强板不但可以实现车身轻量化,而且可以提高汽车的碰撞安全性。热冲压成形技术是制造高强度B柱加强板的有效方法。本文首先介绍了热冲压成形的技术原理和国内外研究现状,介绍高强钢的发展历史和分类;其次,介绍热冲压成形过程中板料塑性变形过程中的金属软化机理和在热冲压过程中高强钢相变的过程;接着,介绍了在热冲压过程中的传热学的相关理论;最后,论述热冲压成形过程中的热力耦合。根据热冲压成形的特点,设计B柱加强板的模具,建立B柱加强板的热冲压有限元模型,基于AbAQUS进行了数值模拟,分析冲压结束后B柱加强板的温度场和应力场分布情况。采用单一变量法,结合数值模拟,分析热冲压阶段板料初始成形温度、模具初始温度、冲压速度对b柱热冲压成形的影响规律。采用正交试验设计,结合数值模拟,研究对B柱加强板热冲压过程的显著性影响因素,利用极差分析法确定冲压阶段的模具初始温度、板料初始成形温度、冲压速度和摩擦系数的最佳工艺参数组合。以热冲压结束时刻B柱加强板和模具的温度场作为淬火过程中的初始温度场,对B柱加强板的淬火过程进行了热流固耦合数值模拟,研究了不同水流速度、不同保压时间对B柱加强板的淬火效果的影响,确定了淬火阶段的水流速度和保压时间。

关键词：高强钢 B柱加强板热冲压正交设计淬火

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轿车B柱加强板热冲压成形工艺参数优化研究

轿车B柱加强板热冲压成形工艺参数优化研究

作者：郭淑锋燕山大学

学位级别：硕士

热冲压成形工艺作为目前解决高强钢板冷冲压成形易产生拉裂、回弹严重等问题的有效手段,在汽车生产中的应用越来越广泛。汽车B柱加强板是侧面碰撞中的重要受力部件,其强度和刚度对汽车侧碰安全有重要的作用。本文以某汽车生产企业提供的... 详细信息

热冲压成形工艺作为目前解决高强钢板冷冲压成形易产生拉裂、回弹严重等问题的有效手段,在汽车生产中的应用越来越广泛。汽车B柱加强板是侧面碰撞中的重要受力部件,其强度和刚度对汽车侧碰安全有重要的作用。本文以某汽车生产企业提供的B柱加强板为热冲压成形件,基于Abaqus软件对其热冲压成形过程进行了仿真模拟。对影响B柱加强板的底面圆角、侧壁凸台、侧壁圆角处壁厚减薄严重及边沿应力过大问题的工艺参数进行了研究分析。首先,建立B柱加强板热冲压成形仿真模型,通过对B柱加强板热冲压成形过程的仿真模拟,研究了模具初始温度对板料成形的影响规律,确定了板料成形模具初始温度。其次,对B柱加强板热冲压成形的连续生产工作循环过程进行了仿真模拟,研究了不同工作循环模具温度的变化规律及其对板料成形的影响规律,确定了热冲压成形模具初始温度场。最后,以生产稳定的模具温度场作为正交优化实验组的初始模具温度场,基于正交实验方法,研究了板料出炉温度、摩擦系数、压边力、成形速度工艺参数对板料成形减薄率和应力值的影响规律,确定了板料出炉温度、摩擦系数、压边力、成形速度的最优工艺参数组合,优化了板料底面圆角、侧壁凸台、侧壁圆角处壁厚减薄严重及边沿应力过大的问题。

关键词： B柱加强板高强度钢热冲压成形数值模拟正交优化

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变厚度B柱加强板的轻量化设计研究

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