【作 者】張維烜;楊家春;李健;周福鑫

　　【前 言】

　　隨著技術(shù)的提高發(fā)展，利用液壓成形技術(shù)代替鍛造、沖壓、焊接等傳統(tǒng)工藝進(jìn)行生產(chǎn)的現(xiàn)象越發(fā)普遍[1-3]，其中液壓成形工藝又包括管材液壓成形工藝與板材液壓成形工藝。本文以沖壓、焊接技術(shù)生產(chǎn)的電池外殼為研究對象，其大小為148 mm X 60 mm X 50 mm，厚度2 mm，如圖1所示。利用充液拉深成形工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)沖壓工藝進(jìn)行電池殼仿真分析，給電池殼充液拉深工藝的實際應(yīng)用提供參考。

　　因為傳統(tǒng)沖壓件在成形過程中坯料與凸模剛性接觸，容易出現(xiàn)破裂和起皺等問題[[4]，而充液拉深工藝是利用在凹模中充以液體，凸模卜行時壓迫液體產(chǎn)生壓力，將板坯壓緊在凸模上，同時由于卜壓作用，液體可以從板坯法蘭與凹模之間溢出，減少摩擦阻力，提高板材成形極限，減少起皺、破裂現(xiàn)象出現(xiàn)[[5]。其中許多盛、土欣芳等人[6-7}以盒體為目標(biāo)，進(jìn)行充液拉深仿真，討論壓邊問隙和凸模圓角半徑對盒形件成形質(zhì)量的影響。竇鳳樓、梁鵬等人[8-9}對飯金件充液成形過程中壓邊力、摩擦系數(shù)等參數(shù)對板件厚度變化的影響規(guī)律進(jìn)行研究。

　　本文首先借助自行設(shè)計的板材充液成形實驗平臺進(jìn)行實驗，其次利用Dynaform進(jìn)行典型板件的仿真，用以驗證有限元模型及仿真方法的正確性，在此基礎(chǔ)上再對電池殼進(jìn)行充液拉深仿真。

　　【摘 要】文章針對電動汽車的電池殼充液拉深工藝進(jìn)行仿真分析,首先通過自行搭建的液壓成形實驗平臺進(jìn)行板材充液成形實驗,其次基于非線性有限元軟件Dynaform進(jìn)行液壓仿真,證明有限模型及仿真方法的正確性,最后在有限元仿真方法正確性的基礎(chǔ)上對電動汽車的電池殼進(jìn)行有限元建模與仿真分析,討論不同壓邊圈壓力和液壓壓力對電池殼壁厚的影響,給電池殼充液拉深工藝的實際應(yīng)用提供參考。

　　【結(jié) 論】

　?。?）本文借助自行搭建的液壓成形實驗平臺及非線性有限元軟件Dynaform進(jìn)行成形實驗及仿真，對比二者結(jié)果發(fā)現(xiàn)，壁厚差值0.065 mm，證明典型板材樣件有限元模型及仿真方法的正確性。

　?。?）此階段壓邊圈壓力過小，坯料與凹模之問存在空隙，隨著液壓壓力的逐漸增大，壓邊圈小能壓緊板材，板材過度向內(nèi)補(bǔ)料，發(fā)生起皺現(xiàn)象;壓邊圈壓力過大，坯料與凹模之問摩擦力增大，小能及時補(bǔ)料，因此在凹模倒圓角處，坯料所受拉應(yīng)力過大，減薄嚴(yán)重。壓邊圈壓力在175 kN條件下，電池殼成形質(zhì)量最佳。

　?。?）液壓壓力升高，板材受到朝凹模方向的壓力，使坯料逐漸貼模，板材厚度隨著壓力上升而減少，當(dāng)液壓壓力增加至45 MPa時，最小壁厚為0.82 mm，壓力繼續(xù)增大并取47 MPa,  50 MPa卜的仿真結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩種壓力下的最小壁厚都為0.82  mm，說明45 MPa時板材已經(jīng)完全貼膜，繼續(xù)加壓，厚度小再變化。

　　以下是正文：