【作 者】鄭幫智

　　【引 言】

　　隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車行業(yè)競爭日益激烈，同時(shí)，從國家發(fā)布的《中國制造2025》戰(zhàn)略來看，對節(jié)能減排及輕量化的要求越來越高。除了采用輕量化材料、改進(jìn)汽車部件結(jié)構(gòu)外，使用先進(jìn)的制造工藝也是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化最有效的途徑，輥壓成形工藝就是其中之一[1]。

　　輥壓成形是按順序配置多組成形軋輥，把板材、帶材等金屬板帶連續(xù)地進(jìn)行橫向彎曲成形，以制成特定橫截?cái)嗝娴男筒?。輥壓成形材料利用率較高，可達(dá)到93%以上，產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高。另外，輥壓成形模具結(jié)構(gòu)簡單，其制造和維修成本較低[2]，相比于沖壓成形，輥壓成形具有明顯優(yōu)勢:(1)在零部件長度方向不受限制，在汽車行業(yè)中，輥壓成形零部件可實(shí)現(xiàn)系列化、成組化生產(chǎn)，有效地降低了模具和人力成本;(2)由于輥壓成形是由多道次軋輥連續(xù)成形，其道次與道次之間變形較小，零部件成形屬于漸進(jìn)成形，因此，成形后回彈較小;(3)輥壓成形應(yīng)用于高強(qiáng)鋼成形，可獲得更小的彎曲半徑，有效地避免沖壓成形過程中的開裂及起皺等缺陷[3-5]。

　　近年來，隨著計(jì)算機(jī)以及有限元技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的工程問題已經(jīng)開始借助有限元方法進(jìn)行處理。有限元結(jié)構(gòu)分析技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的很完善，數(shù)值成形優(yōu)化技術(shù)也得到很大發(fā)展。國內(nèi)外許多高校以及相關(guān)企業(yè)對輥壓成形技術(shù)進(jìn)行了大量研究。黃玉龍[6]利用PROFIL軟件對方矩管的輥壓成形工藝及模具進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析。Fei H等[7]利用COP-RA軟件對汽車典型高強(qiáng)零部件輥壓成形進(jìn)行了成形性分析和回彈分析。Feng G H等[8]，Zhang H W等[9]和Lu R H等[10]結(jié)合LS-DYNA軟件對輥壓成形零件的成形及回彈機(jī)理進(jìn)行了研究。目前關(guān)于輥壓成形的研究主要集中在工藝過程設(shè)計(jì)、回彈機(jī)理方面，對于輥壓成形數(shù)值建模方法以及輥壓工藝優(yōu)化方面的研究相對較少。本文以某商用車的車架縱梁為例，借助有限元仿真軟件ABAQUS/Explicit研究了U型槽鋼輥壓成形數(shù)值模型的建模方法及可靠性分析，并結(jié)合仿真模型對輥壓成形工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。

　　【結(jié) 論】

　?。?）通過輥壓成形數(shù)值仿真分析，結(jié)果表明:工藝方案1優(yōu)于方案2。

　　（2）通過主動軋輥速比的對比分析，確定了最優(yōu)速比，當(dāng)板坯處于微張力狀態(tài)時(shí)所成形的板型最優(yōu)。

　?。?）分析了U型槽鋼結(jié)構(gòu)件在輥壓成形過程中的應(yīng)力、應(yīng)變分布情況，U型槽鋼在成形過程中其底邊不發(fā)生變形，在板坯彎角處應(yīng)力、應(yīng)變最大，在板坯彎邊處受微小擠壓力作用，變形不顯著。

　?。?）U型槽鋼輥壓成形其回彈量較小，在各區(qū)域提取的回彈量均小于0. 1 mm，完全滿足生產(chǎn)要求。

　　以下是正文：