汽车先进高强度钢结构件的研究

汽车先进高强度钢结构件的研究

刊名：Journal of Mechanical Science and Technology（英）

刊期：2016年第30期

作者：Eun-Mi Lee et al

编译：朱会

先进高强度钢可用于汽车制造，能够减轻汽车质量、改善汽车燃油经济性。但先进高强度钢（高屈服强度和拉伸强度）在冷作钣金成形工艺中会出现严重的回弹问题，这将影响其在车辆上的应用。

通过对材料进行回弹预测和采用对生产模具进行补偿的方法，利用具有三维曲率的先进高强度钢（DP980）制造汽车结构件。使用钣金成形仿真软件系统中的Yoshida-Uemori模型有限元模拟预测应用高强度钢所产生的过度回弹现象。利用田口方法确定减小材料回弹的最佳参数组合。通过成形、再起弧和弯曲的多级过程设计构件生产的渐进成型工艺，在每级对材料的回弹效应进行逐级补偿，以减小材料的回弹，并得出如下结果。

（1）利用Yoshida-Uemori有限元模型模拟DP980汽车结构件的成形过程。为验证模型的有效性，将回模弹拟结果与试验结果进行定量比较表明，试验结果和仿真结果匹配良好。因此，所建立的Yoshida-Uemori有限元模型能有效地对影响材料回弹的参数进行设计分析，并对回弹现象进行模拟预测及确定模具补偿的可靠性。

（2）在已验证的有限元模型基础上，利用田口方法分析影响材料回弹的主要过程参数（拉伸筋高度、毛坯保持力和毛坯形状），以获得减小材料回弹的各参数最优组合，其中最优组合能减小回弹材料52%。

（3）提出的回弹逐级补偿方法包括在成形阶段使用模具反向补偿技术对模具进行补偿、在再起弧阶段使用考虑横截面回弹的位移调整方法对模具进行补偿，以及在弯曲阶段对材料纵向回弹进行补偿。通过有限元仿真分析确定每阶段的补偿值，最终成形的结构件尺寸形状误差减少了约83%。