格则越密。例如

:一般我们在划分模具网格时，它的拉延圆角最好有五行元素，这时调整法

向夹角的参数就可以达到目的。弦高的大小则影响着大网格半径表面上的网格密度，它的值
越大，则网格越少。在汽车覆盖件模拟中，板料数据一般都是曲线，因此板料的网格划分与
模具的划分不一样。

  

　　根据实际需要确定板料特性，应力应变关系

=537(0.0102+)0.23MPa，法向各项异性系

数为

1.8。其他参数如下:扬氏模量 2.07E+5 MPa;屈服极限 210 MPa;泊松比 0.28;板材厚度

0.8mm;板料质量密度 7.83E-9;r0=1.87, r45=1.27,r90=2.17。由于摩擦系数必须有实验得出，特
别是几种常用材料在工业生产中的实际摩擦系数。考虑到汽车覆盖件生产厂家和模具生产厂
家的实际，一般不考虑使用润滑油，在拉延前要使用清洁防锈油清理兼润滑。因此我们必须
通过试验来得出在几种不同条件下的摩擦系数，例如干摩擦和加清洁防锈油后的摩擦。还有
就是拉延筋的拉延阻力在不同形状拉延筋情况下的取值。测定为此我们设计了覆盖件模具的
摩擦系数和实际拉延筋拉延阻力的测定的试验，详细试验结果在第六章中。摩擦系数根据测
量结果给定

0.175 ,拉延筋选取单圆筋，拉延阻力为 0.178KN/mm。  

　　

  

　　

2. 汽车覆盖件冲压的有限元模拟结果分析  

　　

  

　　经过计算后，板料的

FLD 如图 2 所示。在 FLD 图中，红色表示破裂，粉红色表示起皱，

而在应变云图中红色表示正应变，深蓝表示副应变。从

FLD 图中我们可以看出四处破裂，

分别是大鼓包处，凹坑底部，最下方的小鼓包处，右上方的直壁处。通过主应变和次应变云
图可以看出在突起的鼓包顶端处为双向拉应变发生破裂，并目

_从板料轮廓的变化发现在有

拉延筋的地方板料儿乎没有流动，形成过度胀形，凹坑底部破裂处也同样出现胀形过度问
题。而模具拉延直壁处的破裂却是不同形式的，该处的主应变为拉应变，次应变为压应变，
为明显的拉深破裂状态。之所以只有这个直壁角破裂是因为这个角离大鼓包最近，并且通过
成形过程的模拟我们发现这个直角壁首先成形，从而在凹坑成形前破裂。其它四个角由于拉
延高度低并且没有复杂的凸凹变形，都有足够的板料流动量，板料的流动情况良好，所以
没有破裂。

  

　　

  

　　

3. 汽车覆盖件冲压工艺改进方案  

　　

  

　　在去掉拉延筋，变化压边力后还是无法缓解，于是决定改变模型，我们把拉延直壁消
除降低了模具拉延高度

;把型面中那一个接近大直角型面过渡改为一个小缓坡，减缓了陡峭

程度

;由于模具进料困难，所以去掉拉延筋，然后设定压边力为 400KN,摩擦系数为 0.12，

进行模拟后如图

4 所示。可以看出与未改前的情况有很大的不同，破裂情况明显改善，尤其

是右上角直壁处的破裂变得很小，这是由于降低了它的拉延高度。

  

　　

  

　　

4. 结论  

　　

  

　　世界上每年的钢材有半数以上被轧制成板料和管料。金属板、管的成形和加工在航空、航
天、汽车、船舶及许多民用工业中都占有相当重的比例。因此，提高相应的成形技术和制造水
平是一个具有普遍意义的大课题。因此，文章在汽车覆盖件数值模拟和试验研究的基础上，
采用有限元的数值模拟及试验研究的方法，对汽车覆盖件拉延过程中的成形进行了数值模
拟和试验研究。

  

　　

  

　　参考文献