【作 者】王大鵬;李曉峰

　　【引 言】

　　隨著汽車輕量化的發(fā)展，沖壓成形工藝被廣泛應(yīng)用于汽車覆蓋件的生產(chǎn)[1]，其復(fù)雜性使基于經(jīng)驗(yàn)工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)過程經(jīng)常面臨許多困難，尤其是沖壓成形工藝中存在的回彈、破裂及起皺問題[2]。隨著數(shù)值仿真技術(shù)的發(fā)展，這一狀況得到了改善。吳阿敏[3]使用有限元仿真技術(shù)對(duì)沖壓成形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬和優(yōu)化，得到了最優(yōu)工藝參數(shù)組合，并進(jìn)行了實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證。王康康等閉提出了基于DY-NAFORM和遺傳算法相結(jié)合的優(yōu)化策略，獲得了一組最優(yōu)工藝參數(shù)組合，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了最優(yōu)參數(shù)組合的合理性和準(zhǔn)確性。邱超斌等[5]使用灰度關(guān)聯(lián)分析法結(jié)合有限元技術(shù)分析了成形工藝參數(shù)，得到了影響成形質(zhì)量的兩個(gè)主要因素。趙小云等[6]使用有限元仿真獲得了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過回歸得到最大減薄率和最大增厚率的多項(xiàng)式響應(yīng)面模型，并采用遺傳算法獲得了最優(yōu)工藝參數(shù)，試驗(yàn)表明，該優(yōu)化策略準(zhǔn)確度較高。劉洪俊[7]通過對(duì)車門縱梁進(jìn)行有限元分析，解決了產(chǎn)品的拉裂和起皺等問題。蔣磊等[8]利用Autoform對(duì)側(cè)外圍板成形工藝方案進(jìn)行了數(shù)值仿真，得到了成形質(zhì)量良好的工藝方案。

　　馮美強(qiáng)等[8]構(gòu)建了翼子板成形工藝參數(shù)與成形質(zhì)量之間的動(dòng)態(tài)Kriging模型，利用粒子群算法獲得最優(yōu)工藝參數(shù)組合，結(jié)果表明，優(yōu)化后的工藝參數(shù)能有效消除板料成形過程中的拉裂缺陷，提高翼子板成形質(zhì)量。

　　上述研究表明，計(jì)算機(jī)輔助工程(Computer Ai-ded Engineering , CAE)技術(shù)能夠精確仿真板料拉延成形工藝，用于實(shí)際生產(chǎn)中的缺陷預(yù)測(cè)與改進(jìn)。為了研究某汽車縱梁的拉延成形工藝，本文使用數(shù)值仿真和優(yōu)化算法對(duì)該零件的工藝參數(shù)進(jìn)行研究和優(yōu)化，得到合理有效的工藝參數(shù)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，降低工藝研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期。

　　【結(jié) 論】

　?。?）方差分析結(jié)果表明，該汽車縱梁沖壓成形過程中的壓邊力、模具間隙對(duì)沖壓零件的最大減薄率和最大回彈有顯著性影響，但是摩擦因數(shù)對(duì)最大回彈量和最大減薄率均無顯著性影響。

　?。?）基于顯式動(dòng)力學(xué)的有限元算法能夠?qū)Π辶系臎_壓成形工藝進(jìn)行準(zhǔn)確仿真，仿真結(jié)果能夠用于工藝參數(shù)優(yōu)化?？死锝鹉Ｐ湍軌?qū)ψ畲蠡貜椓亢妥畲鬁p薄率進(jìn)行高精度逼近，且在樣本空間具有保形特性。

　?。?）通過遺傳算法的進(jìn)化優(yōu)化得到了最優(yōu)工藝參數(shù)組合，即壓邊力為1600 kN、模具間隙為1. 652 mm時(shí)，得到的沖壓零件最大回彈量為4. 42 mm，最大減薄率約為14%。經(jīng)過回彈補(bǔ)償后進(jìn)行沖壓試驗(yàn)試制，得到的沖壓零件表面質(zhì)量良好，無起皺、破裂等缺陷且尺寸偏差較小，滿足工藝生產(chǎn)要求。