【作 者】姚芳;程林;張婷婷

　　【引 言】

　　車輛被動安全性能的一個重要方面是車身結(jié)構(gòu)性能，數(shù)值仿真法和試驗法是其常用的分析法?？蒲腥藛T常采用“白網(wǎng)格”數(shù)值仿真法對車身零部件進(jìn)行分析，未考慮板料沖壓后力學(xué)性能的改變對車身結(jié)構(gòu)性能的影響。比如，沖壓部位的金屬板材不同程度上都存在加工硬化現(xiàn)象，致使沖壓部位板材的屈服應(yīng)力升高。因此，局部板料厚度出現(xiàn)明顯的不均勻現(xiàn)象。若未考慮這些歷史成形因素，就對車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬分析，必然導(dǎo)致仿真結(jié)果與真實結(jié)果相差甚遠(yuǎn)[1]。國內(nèi)外眾多頂尖專家對此進(jìn)行大量研究。Nurcheshmeh[2]指出在大部分工業(yè)鈑金件成形過程中，板材表面會產(chǎn)生明顯的壓縮應(yīng)力，其中厚度變化產(chǎn)生的應(yīng)力對金屬板料成形性的影響不容忽視；魯守釗[3]指出將成形過程中板料產(chǎn)生的厚度變化、等效塑性應(yīng)變以及殘余應(yīng)力等成形歷史因素引入碰撞結(jié)構(gòu)分析中，可提高碰撞結(jié)構(gòu)仿真精度；揚(yáng)州大學(xué)的程林[4]針對單個沖壓成形因素對于車門結(jié)構(gòu)性能的影響進(jìn)行了研究，其在四種不同情況（不考慮成形因素、僅考慮厚度因素、僅考慮應(yīng)力因素、僅考慮應(yīng)變因素）下，對車門結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和下沉剛度分析。結(jié)果表明，沖壓成形因素對于車門結(jié)構(gòu)性能分析產(chǎn)生了很大的影響，應(yīng)力因素影響最大；范瑞麟[5]考慮了沖壓成形歷史對高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)性能的影響，但該文獻(xiàn)并未明確指出所用材料模型是否適用于沖壓變形和高溫后的金屬材料。本文對車門外板成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析，將外板成形后的網(wǎng)格數(shù)據(jù)、塑性應(yīng)變、厚度和殘余應(yīng)力等信息，作為初始值引入后續(xù)的車門結(jié)構(gòu)分析中，研究其對車門結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果的影響。

　　【結(jié) 論】

　　以 LS-DYNA 軟件為求解器，對車門外板成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析，將外板成形后的網(wǎng)格數(shù)據(jù)、塑性應(yīng)變、厚度和殘余應(yīng)力等信息，通過 LS-PREPOST 軟件映射到車門外板新網(wǎng)格中，作為外板新網(wǎng)格的初始參數(shù)，引入車身剛度分析中。結(jié)果表明：考慮成形因素后，仿真分析所得的車門結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，在扭轉(zhuǎn)剛度、最大應(yīng)力值和最大位移量處均存在明顯差異，其中應(yīng)力成形因素影響最大，最大應(yīng)力值及扭轉(zhuǎn)剛度分別激增186%和 17.7%，最大位移量下降 17.7%；而厚度成形因素影響最小，幾乎微乎其微。

　　以下是正文：