基于仿真的拼焊板方盒件冲压成形因素研究及变压边力预测

论文摘要

拼焊板技术作为汽车轻量化的重要措施之一,在汽车工业中得到了广泛的应用,但拼焊板冲压成形存在焊缝移动、成形性能降低等问题。为提高设计的效率、减少试模时间、降低生产成本,拼焊板冲压成形性能及工艺参数的过程控制已经成为当今研究热点。本课题以简单的非轴对称零件——方盒形零件为研究对象,首先通过理论分析介绍了影响拼焊板冲压成形性能的主要因素:压边力、焊缝位置、板厚比及凹模圆角半径。然后运用DYNAFORM进行了单因素影响的仿真分析,找出了有助于提高拼焊板的成形性能的变压边力曲线,并得到了成形性能随着焊缝往薄侧偏移和板厚比减少而增加,以及拼焊板的成形深度和焊缝移动量同时随着凹模圆角半径的增大而增大的结论。为寻找方盒形件拼焊板冲压成形过程中这些因素的较优水平组合,进而提出采用正交试验方法进行了多因素多目标的参数优化,为现实中零件的设计和生产提供方法和理论指导。最后,针对下一步智能数控冲压机床的研究设计,提出运用双隐含层BP神经网络的方法对冲压过程中可控变量——压边力建立了预测模型,采用仿真样本对模型进行了训练和检验,确定了该方法的可行性,为复杂形状的拼焊板零件冲压成形的压边力智能预测的研究奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 拼焊板冲压成形性能
• 1.2.2 拼焊板冲压成形焊缝移动规律及控制
• 1.2.3 变压边力对拼焊板冲压成形性能的影响
• 1.3 主要研究内容及思路
• 1.4 论文的组织结构
• 2 拼焊板方盒形件冲压成形理论分析
• 2.1 拼焊板方盒形件冲压成形的基本理论
• 2.1.1 拼焊板单向拉伸时的应力、应变关系
• 2.1.2 拼焊板成形的变形特点
• 2.1.3 拼焊板方盒形件拉深工艺及成形特点
• 2.2 拼焊板冲压成形的主要缺陷
• 2.2.1 焊缝移动
• 2.2.2 起皱
• 2.2.3 破裂
• 2.2.4 回弹
• 2.3 影响拼焊板冲压成形的因素
• 2.3.1 毛坯几何参数
• 2.3.2 冲压工艺参数
• 2.3.3 模具几何参数
• 2.3.4 材料性能参数
• 2.3.5 本文研究的主要因素
• 2.4 本章小结
• 3 拼焊板方盒形件冲压成形的仿真模型建立
• 3.1 仿真软件的选取及简介
• 3.2 基于DYNAFORM的拼焊板冲压成形模拟的流程
• 3.3 拼焊板方盒形件仿真模型的建立
• 3.3.1 模具几何模型及材料模型的建立
• 3.3.2 前处理模型的建立
• 3.3.3 焊缝模型的建立
• 3.3.4 后处理分析
• 3.4 本章小结
• 4 拼焊板方盒形件冲压成形的仿真分析及优化
• 4.1 压边力影响的仿真与分析
• 4.2 焊缝位置影响的仿真与分析
• 4.3 板厚比影响的仿真与分析
• 4.4 凹模圆角半径影响的仿真与分析
• 4.5 拼焊板方盒形件冲压成形的多因素正交优化分析
• 4.5.1 正交设计概述
• 4.5.2 正交优化试验安排及结果
• 4.5.3 正交优化试验结果分析
• 4.5.4 正交优化分析结果验证
• 4.6 本章小结
• 5 拼焊板方盒形件冲压成形变压边力智能预测
• 5.1 BP神经网络模型概述
• 5.2 基于BP神经网络的拼焊板方盒形件冲压成形变压边力预测
• 5.2.1 BP神经网络结构设计
• 5.2.2 BP神经网络模型的训练
• 5.2.3 BP神经网络性能的检验
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 研究总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献