一、引言

    汽車覆蓋件成形加工生產(chǎn)目前主要依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗設(shè)計來制定沖壓工藝、開發(fā)相關(guān)模具，具有相當(dāng)大的隨意性和不確定性。然而板料成形的力學(xué)過程及成形影響因素非常復(fù)雜，是一個集幾何非線性、材料非線性、接觸非線性于一體的強非線性問題，用傳統(tǒng)的解析方法很難求解。塑性成形理論經(jīng)過100多年的發(fā)展，已相當(dāng)成熟。隨著計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的普及，板料塑性成形過程用有限元方法進(jìn)行數(shù)值模擬已成為一項有效解決該問題的高新技術(shù)。

　　汽車覆蓋件包括覆蓋汽車發(fā)動機(jī)、底盤、構(gòu)成駕駛室及車身的所有厚度3mm以下的薄鋼板沖壓而成的表面和內(nèi)部零件，其重量占到汽車用鋼材總量的50%以上。汽車覆蓋件具有材料薄、形狀復(fù)雜、多為復(fù)雜的空間曲面、結(jié)構(gòu)尺寸大和表面質(zhì)量高等特點。在沖壓時毛坯的變形情況復(fù)雜，故不能按一般拉伸件那樣用拉伸系數(shù)來判斷和計算它的拉伸次數(shù)和拉伸可能性，且需要的拉延力和壓料力都較大，各工序的模具依賴性大，模具的調(diào)整工作量也大。汽車覆蓋件成形過程中板料上的應(yīng)力應(yīng)變分布情況非常復(fù)雜，成形質(zhì)量影響因素較多。從變形方式看，板料的成形是拉延、翻邊、脹形、彎曲等多種變形方式的組合過程。對一個給定的零件來說，一套合理的模具和工藝方案的確定，不僅要靠實踐經(jīng)驗和理論計算，還往往離不開反復(fù)地試模和修模。因此汽車覆蓋件模具設(shè)計的主要任務(wù)就是要解決好沖壓過程中板料不同部位之間材料的協(xié)調(diào)變形問題，既要避免局部區(qū)域過分變薄甚至拉裂，又要避免起皺或在零件上留下滑移線，還要將零件的回彈量控制在允許的范圍內(nèi)。

　　目前，板料沖壓過程的計算機(jī)分析與仿真技術(shù)（非線性有限元分析技術(shù)）已能在工程實際中幫助解決傳統(tǒng)方法難以解決的模具設(shè)計和沖壓工藝設(shè)計難題，如計算金屬的流動、應(yīng)力應(yīng)變、板厚、模具受力、殘余應(yīng)力等，預(yù)測可能的缺陷及失效形式，如起皺、破裂、回彈等。在汽車覆蓋件的設(shè)計中采用數(shù)值模擬技術(shù)能從設(shè)計階段準(zhǔn)確預(yù)測各種工藝參數(shù)對成形過程的影響，進(jìn)而優(yōu)化工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)，縮短模具的設(shè)計制造周期，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，提高模具和沖壓件產(chǎn)品品質(zhì)。