1、PDF外文：http:/ 可行的 有效设计的 成形性图表程序在汽车覆盖件冲压流 程中的应用 原文 作者： 柯达桥 a ， 车胜文 b ， 李尚坤 c ， 李陈珠 b 和 金 秉民 d ， 原文作者单位 a ILIC，釜山国立大学， 30， 韩国 釜山 市金井区长箭洞 609-735 b 精密制造系统部，釜山国立大学， 30， 韩国釜山 市金井区长箭洞 609-735 c PNU - IFAM 国际 联合研究中心，釜山国立大学， 30， 韩国釜山 市金井区长箭洞 609-735 d 机械工程学院，釜山国立大学，
2、30， 韩国釜山 市金井区长箭洞 609-735 摘要 这项研究的目的是要提出 一种 工艺流程 设计方法， 即 为有效和快速的 冲压 流程 设计出一个 能标示没有开 裂和皱纹的安全区的 可行的成形性图 。要确定可行的成形性图， 有限元 分析 工艺参数 的组合， 应与 正交实验设计阵列 相对应 。 接下来 ，在对成形极限图铁的分析结果的基础上 ，将开 裂和皱纹的特征值进行了评估 。 通过人工神经网络 系统 将所有组合内的一系列的 工艺参数 的特征值进行了预测 。可行的成形性图 最决定了所有的 工艺参数 组合。 汽车板件的冲压过程 ， 包括 支持诸如暂停 台架悬置和 轮罩 模块 等 ，
3、已被 作为实例 来验证 了 成形工艺 流程 设计图中的效果。一个与有限元仿真 结果 的 实验 比较表明， 通过可行的成形性图 进行 冲压 工艺 流 程 设计 是有 效的， 符合 实际进程 的 。 关键词： 冲压 流 程 ； 可行性成形性图 ； 有限元仿真 ； 实验设计 ；人工神经网络系统； 汽车面板 文章概要 1 简介 2 通过可行的成形性图进行 冲压工艺 流程设计 2.1 工艺参数 2.2 特征值 的 评估 2.3 工艺 流程 设计 过程 3 汽车覆盖件 的 工艺 流程 设计 3.1
4、悬架 3.2 轮罩 4 实验验证 5 讨论 6 结论 致谢 参考文献 1.简介 在金属成型技术 中 ，金属板 的 冲压 过程 是金属 生产制造 中的重要 工艺 之一。冲压 技术已 经 广泛应用于汽车行业。 可 成形的 冲压 产品通常 受 到 各种 工艺参数的影响 ，如模具 形状 ，材料性能，初始毛坯形状，压边力，拉延 筋布 置 ，润滑 油等等 。 冲压 流 程 的 设计是非常重要的 ，因为它 可能产生 没有缺陷 产品，如 开裂 和皱纹。在设计 冲压 流程的 过程中 主要有花费大量时间和金钱的反复试验
5、法 ， 和给 实际工业 应用软件 带来了一些问题 的 有限元分析 结合 优化设计 的两种方法。 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 5， 6和 7 。 由于成形性和产品质量 在 冲压 过程依赖于初始毛坯形状， 因此 板料 最优设计已被许多研究者探讨。李和许 8提出 一个 用可 逆有限元方法预测 坯料 形状 的方法 。郭 及其他 人。 1以可变 片材厚度 为基础 进行了 空白的 优化设计 。 一个 用速度节点 的方法 进行 空白的最优形状设计 是由 宋 和 沈 9提出的 。 叶 等人 10提出了一个前瞻性的逆预报方案以确定最佳的 板料 形状。虽然上述方法都是优秀的，但 在 解
6、决可变工艺参数的实际工业问题时仍然存在一些问题。 近年来， 为了 优化 冲压 流程 ， 很 多研究都集中 于将 有限元分析和优化技术相结合 。 片山等人 11在一个两阶段深冲 压 过程 中改善了 成形缺陷， 如 皱纹， 开裂等 ， 使 模具形状 达到最优 。 杨松 等人 12通过 响应面空间的映射技术 调整 拉延筋 阻力 ， 优化了汽车 部件的紧缩。 卡亚巴斯 与 埃基奇 6 即奥卡亚巴斯 和名叫阿提拉埃基奇的 ， 使用一个有效的优化方法 进行 自动侧板汽车模具 的 设计， 见 28 日 （ 2007 年），第 2665 至 2672 页 。 6
7、被 提 议为是 一种 提高汽车 侧面 板成形性的 优化方法 。 通过 方法 计算出工艺参数的最佳值 。 魏等人 7提出了一种工艺参数 的优化方法 ，并预测 关于覆盖件 外板 的冲压 在性能方面 的公差 。一个 排列组合的 多 重 遗传 运算法则 是由刘和杨 提出的。 13他们提出的算法应用于该 工艺参数 约束 的 优化 过程中，如压边力和拉延 阻力 。 为了避免 破裂 和皱纹的 风 险 ， 纳赛尔 等 人 14设计了 覆盖件 外板 最佳形状的 初始 板 料 。 回顾 上述文献，很显然，有限元分析和优化方法 相结合 ，如实验 设计 ，响应曲面法，遗传算法和人工神经网络（ ANN） 等
8、的设计方法 ，是设计 冲压流程 的 一个强大有用的工具 。 然而， 如果改变工艺条件之一 ， 上述 被提及的大部分的 优化设计程序 可能 一再的 需要 重 复有限元与不同 的工艺参数 组合 。 对于 在工业领域的工程师 们 ， 要 确定最佳的工艺参数 是有点困难 的 。因此， 在 主要 工艺参数 内 ，如初始毛坯形状， 压 边力， 拉延阻力 ， 同时 在 冲压 过 程 由于 缺乏研究 这个问题 的基础 上， 它是值得研究的 。 这项研究的目的是要提出一个 工艺流程 设计方法，使用一个可行的成形性 图来进行冲压流程的 有效和快速设计 。 本研究 提出 ， 在实际的 工艺参数 的取值范
9、围内 提供 了 无 开裂 皱纹 的 可行的成形性 冲压 过程。 对于 变化 的工艺参数， 它并不需要重复 优化 设计 工艺流程 。研究 中 的 工艺参数被看作 是 初始尺寸 ， 如坯料 压 紧力（ BHF） ，高度与肩半径 的拉延 。要确定可行的成形性图， 有限元 分析 与工艺参数的 组合 应 对应于正交 阵列 的 实验设计。 然 后， 在 形成 的极限图（ FLD） 基础上进行 有限元 分析 ，评出开裂 和皱纹的特征值 。 通过 训练 人工神经网络（ ANN），15全部排列 范围内 的 工艺参数 所有组合的 特征值 被预测出。 可行的成形性图 表示 的 无缺陷 的 安全区最终确定 了工艺参数
10、 的所有组合。 从 有限元 模拟的结果与实验结果 对比看出， 汽车板 冲压 流程，支持 悬挂模块 诸如 台架悬置 和 驾驶室 模块，作 为实例验证了可行的成形工艺设计图 中 措施的效果。 2.通过可行的成形性图进行 冲压工艺 流程设计 2.1.工艺参数 在 冲压 过程 设计 中，一些工艺参数， 如材料性质 和润滑 条件等 ， 是 不能 被 设计师控制的， 而 其他参数，如空白 尺寸 ，压边力，以及拉延筋 位置则是 可以控制的 7。 如果可控 制的参数 选择不当， 冲压 过 程 中 可能会产生 带有 断裂和褶皱的缺陷 产品。 因此， 在本研究 中，
11、 这些 可 控制 的 参数被视为 工艺参数 。 第一个 工艺参数 ，即 初 始 板料 的 形成， 在 冲压 过程 对物料 流 入模腔中 具有 影响。 传统上 把 板料 最佳形状称为 毛坯初始 形成生产所需 要 的形状， 其中 无论是完全消除 或削减 焊缝过程 。然而，为了保证 产品的 几何形状 和 质量 ， 特别是 冲压复杂的汽车板 件时， 最佳形状的 板料 应 被 压边力和拉延筋 确定 。 板料 的 最佳形状，可能会在超过了压力的实际工业条件下或附加的拉延力 情况下 被 改变。因此，在进行 最佳 板料 的 设计 时，合并工艺参数 如 压边力和拉延筋 的影响 是非常复杂
12、 困难的 ， 这是 因为 板料 的最佳形状 取决于工艺参数 在这项研究中 板料 的最佳形状 形成 以 下 进 程。目标轮廓 在 最 终产品的外形上作为 一个统一 宽度形状被 定义 。商业有限元软件， 如 LS - DYNA， 通过 使用任意长方形的 板料 来用于 有限元仿真。 在 变形的矩形 板料 轮廓 与 目标轮廓 比较之后 ，为了 使变形轮廓 符合 目标轮廓 ，就要通过 使用逆 向 的 LS-DYNA 软件 （ DYNAFORM）在 轮廓的结点上所考虑的一步是目前 板料 顺序 的 重新定位。 这项研究 中， 板料 形状修改之后 ， 有限元仿真过程要 反复进行，如 图 1 所示 ，直到形状误差公差在指
