CN110750888B - 车辆车架横梁零件冲压成形分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆车架横梁零件冲压成形分析方法，包括步骤S1、提取车架横梁零件外表面；S2、将车架横梁零件外表面文件导入冲压成形仿真软件中，对车架横梁零件外表面进行展开，获得车架横梁零件的板料尺寸；S3、对车架横梁零件进行工艺补充，形成模具的凹模，导出为凹模文件；S4、将板料线文件和凹模文件导入冲压成形仿真软件，形成模具的凸模，将凹模与凸模之间的间隙控制在1.0a～1.2a范围内，a为板料厚度；S5、当凹模与凸模之间的间隙≤a时，成形结束；S6、在冲压成形仿真软件中查看车架横梁零件的参数数据。本发明的车辆车架横梁零件冲压成形分析方法，可以准确预测车架横梁零件成形过程中的成形缺陷。

Description

车辆车架横梁零件冲压成形分析方法
技术领域
本发明属于重型商用车车架横梁零件成形技术领域，具体地说，本发明涉及一种车辆车架横梁零件冲压成形分析方法。
背景技术
随着国家节能减排、绿色环保政策法规的逐步建立和实施，汽车节能已经成为汽车产业发展中的一项关键性研究课题。对于重型商用车而言，混合动力、电动和燃料电池等新能源汽车技术的应用前景不明，轻量化技术已经成为重型商用车节能减排最现实而又最有效的技术措施。
重型商用车车架由纵梁和横梁构成的大梁等部件组成，必须有足够的疲劳强度、弯曲强度和刚度，承受车辆各总成和货物的重量，承受汽车的载荷及各种复杂工况下的冲击。车架横梁一般采用高强度钢板经冲压加工而成，由于车架承受车厢、装载货物重量及外界各种复杂工况下的冲击，因此车架横梁用钢板必须具有高强度、较好的冲击性能和冷弯性能，以适应冲压加工要求。热轧细晶粒高强钢具有强度高、冷成形性好、疲劳强度高等特点，尤其适用于具有较高强度及冷成形性要求的车架横梁零件。
冲压成形分析已成为零件选材、模具设计过程中的重要组成部分，通过对零件冲压成形过程进行模拟，预测可能产生的成形缺陷，为零件选材、模具设计提供理论指导，缩短开发周期，降低零件生产成本。
一般情况下，零件冲压成形分析中采用壳单元理论，即认为变形前垂直于中面的直线变形后保持为直线，并且仍垂直于中面，忽略横向剪切效应。但是，重型商用车车架横梁零件厚度一般为6～12mm，是典型的中厚板零件，若采用壳单元对其进行成形性分析，无法考虑中厚板零件成形过程中的厚度效应，不能准确预测车架横梁零件的成形缺陷。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种车辆车架横梁零件冲压成形分析方法，目的是提高预测车架横梁冲压成形过程中的成形缺陷的准确性，为车架横梁零件选材、模具设计提供理论指导，缩减零件开发费用。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：车辆车架横梁零件冲压成形分析方法，包括步骤：
S1、提取车架横梁零件外表面；
S2、将车架横梁零件外表面文件导入冲压成形仿真软件中，对车架横梁零件外表面进行展开，获得车架横梁零件的板料尺寸，导出为板料线文件；
S3、将车架横梁零件外表面文件导入冲压成形仿真软件中，对车架横梁零件进行工艺补充，形成模具的凹模，导出为凹模文件；
S4、将板料线文件和凹模文件导入冲压成形仿真软件，形成模具的凸模，将凹模与凸模之间的间隙控制在1.0a～1.2a范围内，a为板料厚度；
S5、当凹模与凸模之间的间隙≤a时，成形结束；
S6、在冲压成形仿真软件中查看车架横梁零件的参数数据。
所述冲压成形仿真软件为PAM-STAMP软件。
所述步骤S2中，使用冲压成形仿真软件的Inverse模块对车架横梁零件外表面进行展开，形成车架横梁零件的板料。
所述步骤S3中，使用冲压成形仿真软件的Diemaker模块对车架横梁零件进行工艺补充。
所述步骤S4中，将板料线文件和凹模文件导入冲压成形仿真软件的PAM-AutoStamp模块，形成模具的凸模。
所述步骤S6中，在冲压成形仿真软件中，通过Analysis选项可以查看车架横梁零件的厚度云图、应变、应力和表面压力。
本发明的车辆车架横梁零件冲压成形分析方法，可以准确预测车架横梁零件成形过程中的成形缺陷，为重型商用车车架横梁零件选材、模具设计提供理论指导，缩短开发周期，降低零件生产成本。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明的车辆车架横梁零件冲压成形分析方法的流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1所示，本发明提供了一种车辆车架横梁零件冲压成形分析方法，包括步骤：
S1、提取车架横梁零件外表面；
S2、将车架横梁零件外表面文件导入冲压成形仿真软件中，对车架横梁零件外表面进行展开，获得车架横梁零件的板料尺寸，导出为板料线文件；
S3、将车架横梁零件外表面文件导入冲压成形仿真软件中，对车架横梁零件进行工艺补充，形成模具的凹模，导出为凹模文件；
S4、将板料线文件和凹模文件导入冲压成形仿真软件，形成模具的凸模，将凹模与凸模之间的间隙控制在1.0a～1.2a范围内，a为板料厚度；
S5、当凹模与凸模之间的间隙≤a时，成形结束；
S6、在冲压成形仿真软件中查看车架横梁零件的参数数据。
具体地说，冲压成形仿真软件为PAM-STAMP软件，汽车为重型商用车。
车架横梁零件的材料的化学成分按重量百分数为：C≤0.12％，Si≤0.50％，Mn≤2.0％，P≤0.030％，S≤0.025％，Nb≤0.09％，V≤0.20％，Ti≤0.15％，Als≥0.015％，余量为Fe。车架横梁零件一般为U型结构，采用无压边冲压成形工艺，成形后不修边。
在上述步骤S1中，根据经验，提取零件外表面，将零件外表面导入PAM-STAMP软件。
在上述步骤S2中，使用冲压成形仿真软件的Inverse模块对车架横梁零件外表面进行展开，形成车架横梁零件的板料，获得零件的板料尺寸。将零件板料尺寸文件导出，命名为板料线文件。
在上述步骤S3中，使用冲压成形仿真软件的Diemaker模块对车架横梁零件进行工艺补充，所生成的文件即为成形分析中的凹模，命名为凹模文件。
在上述步骤S4中，将板料线文件和凹模文件导入冲压成形仿真软件的PAM-AutoStamp模块，形成模具的凸模。而且，基于板料线文件生成采用实体单元的板料，并赋予材料属性，其中，板料厚度方向上单元数不少于3层，单元尺寸≤零件最小圆角半径。
在上述步骤S5中，模具设置为刚体，模具厚度设置为0.1mm，当凹模、凸模之间的距离≤a时，成形结束，其中，a为板料厚度。
在上述步骤S6中，在冲压成形仿真软件中，通过Analysis选项可以查看车架横梁零件的厚度云图、应变、应力和表面压力。
本发明的采用实体单元模拟重型商用车车架横梁零件冲压成形过程的方法，考虑了中厚度零件成形过程中的厚度效应，可以准确预测车架横梁零件成形过程中的成形缺陷，为重型商用车车架横梁零件选材、模具设计提供理论指导，缩短开发周期，降低零件生产成本。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.车辆车架横梁零件冲压成形分析方法，其特征在于，包括步骤：
S1、提取车架横梁零件外表面；
S2、将车架横梁零件外表面文件导入冲压成形仿真软件中，对车架横梁零件外表面进行展开，获得车架横梁零件的板料尺寸，导出为板料线文件；
S3、将车架横梁零件外表面文件导入冲压成形仿真软件中，对车架横梁零件进行工艺补充，形成模具的凹模，导出为凹模文件；
S4、将板料线文件和凹模文件导入冲压成形仿真软件，形成模具的凸模，将凹模与凸模之间的间隙控制在1.0a~1.2a范围内，a为板料厚度；
S5、当凹模与凸模之间的间隙≤a时，成形结束；
S6、在冲压成形仿真软件中查看车架横梁零件的参数数据。
2.根据权利要求1所述的车辆车架横梁零件冲压成形分析方法，其特征在于，所述冲压成形仿真软件为PAM-STAMP软件。
3.根据权利要求2所述的车辆车架横梁零件冲压成形分析方法，其特征在于，所述步骤S2中，使用冲压成形仿真软件的Inverse模块对车架横梁零件外表面进行展开，形成车架横梁零件的板料。
4.根据权利要求2所述的车辆车架横梁零件冲压成形分析方法，其特征在于，所述步骤S3中，使用冲压成形仿真软件的Diemaker模块对车架横梁零件进行工艺补充。
5.根据权利要求2至4任一所述的车辆车架横梁零件冲压成形分析方法，其特征在于，所述步骤S4中，将板料线文件和凹模文件导入冲压成形仿真软件的PAM-AutoStamp模块，形成模具的凸模。
6.根据权利要求2至4任一所述的车辆车架横梁零件冲压成形分析方法，其特征在于，所述步骤S6中，在冲压成形仿真软件中，通过Analysis选项可以查看车架横梁零件的厚度云图、应变、应力和表面压力。
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