基于CAE技术的汽车覆盖件拉延模具设计
介绍了在CAE技术基础上进行的汽车覆盖件模具设计过程，利用板料成形有限元分析软件Autoform实现了模具压料面、工艺补充面以及拉伸筋设计和覆盖件成形过程模拟。实现了在有限元软件内部进行模具的参数化设计，既缩短了模具设计时间，又提高了模具设计可靠性。
刘细芬 黄华艳 张洪锐 来源：万方数据
关键字：汽车覆盖件 拉延模具设计 Autoform
1引言
汽车覆盖件多为空间自由曲面，具有结构尺寸大，形状复杂，材料薄等特点，大多采用薄板冲压成形。成形过程涉及几何非线性，材料非线性和复杂的接触摩擦问题。传统的模具设计方法难以预先估计板料成形过程中板料的成形性和模具设计的正确性。模具设计和制造多是通过试模法进行逐步修改，直到满足要求为止。这种方法生产周期长，效率低，消耗大量人力物力，而且对工人技术水平和经验要求比较高。随着有限元技术和计算机技术的高速发展，基于数值模拟的技术(CAE)在汽车工业中的应用不断深入，尤其是板料成形分析软件的开发和应用，使冲压模具设计和加工定量化，因此，加快了冲压工艺方案的确定，最终得到理想的冲压参数，实现设计自动化，节省物质资源，减少对经验的依赖，降低对技术工人的要求。
2数值模拟软件AUTOFROM
采用的模具CAE技术为板料成形分析软件AutoForm。AutoForm软件是由德国AutoForm工程股份有限公司专门针对汽车工业和金属成形工业中的板料成形而开发的，用于优化工艺方案和进行复杂型面的模具设计，在工艺切口和修改凹模圆角方面有其独到优势。特别适合于复杂的深拉延和拉深成形模的设计，冲压工艺和模面设计的验证，成形参数的优化，材料与润滑剂消耗的最小化，新板料(如拼焊板、复合板)的评估和优化。
AutoForm的主要模块有用户界面、自动网格划分、一步成形、模面设计、增量求解、切边、液压成形。AutoForm使用了许多现代模拟技术：应用新的隐式有限元算法保证求解的迭代收敛；采用自适应网格、时阶控制、复杂工具描述的强有力接触算法、数值控制参数的自动决定和使用精确的全量拉格朗日理论等保证求解快而且准确。AutoForm对模拟结果融合了许多有效的解释：可以实时地观测计算结果；可观测应力、应变和厚度分布、材料流动状况；可计算工具应力、冲压力；可实现材料标记、法向位移的标识；可生成对破裂、起皱和回弹失效进行判定的成形质量图以及成形极限图；还可进行动画显示和截面分析等闭。
3 AUTOFORM的覆盖件拉延模具设计
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