汽车侧门防撞杆热冲压有限元仿真分析.pdf

12 2011 年 1 月 　中国制造业信息化 　第 40 卷 　第 1 期 汽车侧门防撞杆热冲压有限元仿真分析 施 　磊 余本善 林 　辉 黄宜松 , , , (华南理工大学 机械与汽车工程学院 ,广东 广州 　510640) 摘要 :建立了防撞杆热冲压的力学模型和有限元分析模型 ,对整个热冲压成形过程进行有限元数 值模拟 ,分析了压边力 、摩擦系数等工艺参数对热冲压模拟的影响 ,得到了相关部件的应力 、应变 以及温度场分布规律 。 关键词 :热冲压 ;侧门防撞杆 ;有限元分析 中图分类号 :TH 16 ; U260. 32 　　文献标识码 :A 　　文章编号 :1672 - 1616( 2011) 01 - 0012 - 06 　　钢板热冲压过程的有限元仿真要求计算应力 热冲 压 有 限 元 仿 真 分 析 , 首 先 要 根 据 已 知 场和温度场的耦合 ,属于高度非线性 、准静态以及 CAD 数据建立几何模型 ,使用三维设计软件 CA2 复杂接触问题的模拟 。在有限元仿真之前 ,必须根 TIA V5 建立防撞杆凹模几何模型 。然后根据几 据钢板热冲压实际的物理过程建立合理的力学模 何模型建立有限元模型 ,将 CA TIA V5 建立的结 型 。材料参数 、单元选取 、网格划分 、边界条件 、约 合模型导入到 PAMSTA MP2 G ,整个热冲压过程 束 、载荷 、接触等因素综合影响有限元分析模型的 的前期准备包括确定单元模型 、材料模型参数 、网 可信度 [1 - 2 ] 。 格划分 、定义接触和约束等内容都将在此软件中设 对钢板进行热冲压有限元仿真 ,其意义在于通 定 。最后提交 PAM - AU TOSAMP 求解器计算 。 过相关模拟结果来预测目标零件的成形性以及在 在建立有限元模型时 ,需要对模型进行必要的简化 整个过程中的应力 、应变以及温度分布情况 ,从而 处理 ,这样不仅可以提高计算精度 ,而且能节省运 指导实际的热冲压过程 。 算时间和运算空间 。 建立经济有效的防撞杆热冲压有限元分析模 具体的热冲压模拟流程如图 1 所示 。 型 利用动力显式算法求解准静态问题 在大变形 , , 条件下引入压力相关的接触热导传热模型并结合 2 　侧门防撞杆热冲压模型的建立 材料本身性质 ,得到防撞杆的应力 、应变 、温度分布 2 . 1 　数值模拟相关参数的确定 以及冲压件的温度分布规律 。 板料的热冲压相关参数包括工艺参数、 材料的 基本参数以及特有的热物性参数 。其中工艺参数 1 　热冲压数值模拟流程 主要包括凸模的运动描述 、压边力 、凸凹模圆角等 ; PAMSTAMP2 G 是目前 3 大用于模拟板料成 材料的基本参数包括弹性模量 、密度 、泊松比 、不同 形的软件之一 ,