CAE技术在汽车覆盖件模具设计中的研究与应用.pdf

CAD/CAE/CAPP/CAM现代制造工程2009年第10期

CAE技术在汽车覆盖件模具设计中的研究与应用

刘细芬1,黄华艳2
(1广西工学院机械工程系,柳州545006;2柳州六合方盛机械有限公司,柳州545006)

摘要:简要介绍板料成形CAE技术的发展概况,阐述有限元模拟分析软件AUTOFORM的特点和功能。以某汽车覆盖件
为例,利用AUTOFORM软件实现汽车覆盖件的模具设计,包括模具压料面、工艺补充面以及拉延筋设计,对覆盖件的成
形过程进行模拟和分析,为完善模面设计方案提供依据。数值模拟技术的应用改变了传统的在有限元模拟后依靠CAD
软件频繁进行模具修改的方法,在有限元软件内部实现了模具的参数化设计,既缩短了模具设计时间,又提高了模具设
计的可靠性。
关键词:计算机辅助工程(CAE);覆盖件;模具设计;板料成形数值模拟
中图分类号:TP39117文献标识码:A文章编号:1671—3133(2009)10—0045—05

StudyandapplicationofdieCAEtechnologytodiedesign
fortheautomobilebodypanel
LIUXi2fen1,HUANGHua2yan2
(1GuangxiUniversityofTechnology,Liuzhou545006,Guangxi,CHN;
2LiuzhouLiuhefangshengMachineCo.Ltd.,Liuzhou545006,Guangxi,CHN)
Abstract:ThegeneralsituationoftheCAEtechnologyforsheetmetalformingandfiniteelementsimulationsoftwareAUTOFORM
withfeaturesandfunctionsareintroduced.Takingtheautomobilebodypanelasanexample,thedesignofthediesfortheautomo2
bilebodypanel,includingthedesignofthebindersurface,addendumsurfaceanddrawbead,andthesimulationsoftheforming
processoftheautomobilebodypanelareimplementedwiththesoftwareAUTOFORM,whichprovidingthefoundationoftheopti2
malschemefordiedesign.CAEtechnologychangsthetraditionalmethodthatneedsfrequentmodificationofthedieswithaCAD
softwareafterfiniteelementsimulation.Parameterizeddesignofthedieisrealizedinthefiniteelementsoftware,whichshortens
thediedesignimgtimeandincreasesthereliabilityofthedesign.
Keywords:CAE;automobilebodypanel;diedesign;sheetmetalformingsimulation

理过程,这些非线性的综合,加上不规则的工件形状,
0引言
使覆盖件的冲压工艺与模具设计成为非常复杂的工
汽车覆盖件具有结构尺寸大、形状复杂、材料薄程计算问题。传统的覆盖件冲压模具生产多是通过
及精度高等特点,从产品设计、工艺分析及确定、模具试模法进行逐步修改,直到满足要求为止,这种方法
设计、制造、调试到最终的生产都相当复杂。通常覆生产周期长,效率低,消耗大量人力和物力,而且对工
盖件大都采用薄板冲压而成,而模具制造周期影响汽人技术水平和经验要求比较高,无法解决复杂的非线
车的制造成本以及新产品开发的周期,其中一个重要性工程计算问题[1,2]。
环节就是降低车身覆盖件模具的制造费用和减少生随着非线性理论、板料成形有限元理论的完善和
产周期。冲压工艺与模具设计是薄板冲压成形技术计算机技术的迅速发展,薄板冲压成形的计算机仿真
的关键,从力学角度而言,冲压成形是一个包含几何技术日渐成熟,使零件在批量生产前,对其成形过程
非线性(冲压中板料产生大位移、大转动和大变形)、进行模拟成为了可能,并在制定工艺和模具设计中发
材料非线性(又称物理非线性,指材料在冲压中产生挥越来越大的作用。冲压成形有限元模拟技术已经
的弹塑性变形)和边界非线性(指模具与板料产生的成为覆盖件冲压工艺设计的重要辅助手段。通过对
接触摩擦引起的非线性