汽車前門內(nèi)板起皺分析與優(yōu)化

唐浩興，洪杰偉，溫彤

（1.重慶郵電大學(xué) 先進(jìn)制造工程學(xué)院，重慶 400065；2.重慶長安汽車股份有限公司，重慶 400023；3.重慶大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，重慶 400044）

0 引 言

汽車覆蓋件由于形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)尺寸大、相對厚度小、表面質(zhì)量要求高等特點，且輪廓內(nèi)部帶有局部形狀、成形工序多，是車身制造生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但沖壓成形過程中常會出現(xiàn)開裂、起皺、擦傷、凹痕等缺陷[1-3]。尤其是起皺，不僅降低成形產(chǎn)品表面質(zhì)量、影響裝配工藝，嚴(yán)重時會損傷模具，對生產(chǎn)造成損失。關(guān)于材料抗皺性能的測試，方板對角拉伸試驗（Yoshida buckling test，YBT）方法因試樣簡單、操作方便而被廣泛應(yīng)用[4-6]。在此基礎(chǔ)上，學(xué)者們進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，旨在獲取板材復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)[7-11]，如在方板或矩形板中心開圓孔的方法[12]，對于研究材料的起皺性能具有重要意義。

針對某車型前門內(nèi)板，經(jīng)過一段時間的停產(chǎn)和設(shè)備維護(hù)后，重新生產(chǎn)時出現(xiàn)了較嚴(yán)重的起皺現(xiàn)象，如圖1（a）所示。經(jīng)生產(chǎn)現(xiàn)場鑒定，一方面是由于設(shè)備保養(yǎng)等僅是常規(guī)清潔，模具整體狀態(tài)可視為不變；另一方面，在此期間廠家提供的材料批次也不一致，為避免反復(fù)試錯和節(jié)約成本[13]，結(jié)合有限元技術(shù)，將后一批次材料的力學(xué)性能參數(shù)導(dǎo)入Auto-Form進(jìn)行全工序（包括落料、拉深、修邊、沖孔、翻邊、整形等）分析，對應(yīng)的起皺結(jié)果如圖1（b）所示。

由圖1可知，模擬起皺的位置及起皺程度與實際匹配度較好，說明利用AutoForm仿真板料實際沖壓過程的方法可靠。基于此，首先從材料的角度，在測試相同牌號、不同批次板材的基本力學(xué)性能后，根據(jù)帶夾持端的開孔方板和開孔矩形板單向拉伸方法對比2種材料的抗皺性，并結(jié)合車門起皺模擬進(jìn)行驗證，為后續(xù)選材提供參考。……