摘 要：抗凹性属于反应与评价汽车自身覆盖件所在表面质量及使用性能关键指标，本文主要是以某车型后背门处覆盖件、发动机的舱盖、前门这三种不同材料为对象，以数值的模拟分析方法为基础，从局部凹痕的抗力、抗凹的稳定性与刚度性这三个层面入手，综合分析冲压工艺针对于汽车的覆盖件自身抗凹性能相关影响，以便于为抗凹的目标值设定提供帮助。
关键词：冲压工艺；汽车；覆盖件；抗凹性能；影响
前言：
车身外形设计与制造能力，属于衡量现代汽车外形整体发展水准关键标准。车身外形，主要由较大尺寸覆盖件所构成，常受到石子冲击、依靠及按压等各种载荷作用，导致覆盖件出现凹陷挠曲或永久性凹痕等。车身的覆盖件自身所承受外部的载荷作用期间，抵抗凹陷的弯曲与局部凹痕的变形，维持形状能力即为抗凹性。抗凹性属于反映、评价汽车的覆盖件自身表面质量及使用性能关键指标。汽车的覆盖件是经过冲压处理工艺而成型，冲压处理会对于覆盖件的材料形成冲压硬化及延伸变薄各种影响，促使覆盖件的材料有变化状况出现，对其自身抗凹性能有着一定影响。鉴于此，本文主要围绕汽车的覆盖件自身抗凹性能，结合冲压工艺进行综述分析，望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。
1.抗凹性的主要评价指标
覆盖件自身抗凹性的主要评价指标即为：局部凹痕的抗力、抗凹的稳定性、抗凹刚度。局部凹痕的抗力，主要指试件处于外荷载的作用之下有凹陷情况出现，除去载荷之后，该试件表面局部位置会有永久性凹陷保留情况存在，属于覆盖件自身抵御其局部凹陷塑性的变形能力；抗凹的稳定性，主要指的是试件处于外载荷到达一定标准后，抵抗弹性的变形力出现突然丧失情况，以至于失稳状况出现。加载力处于一定程度范围后，位移会逐变大；覆盖件自身抗凹刚度会伴随力逐渐增加而发生相应改变；抗凹刚度，主要指的是覆盖件自身抵抗凹陷的挠曲弹性变形能力，借助载荷位移的曲线来表示。抗凹的稳定性及刚度，属于体现着覆盖件自身弹性的性能，局部凹痕的抗力主要体现的是覆盖件自身塑性的性能。
2.分析冲压工艺针对于材料性能具体影响
采用冲压工艺之后，覆盖件便会逐渐成型，但冲压操作期间会导致覆盖件自身材料性能发生变化，对材料自身厚度、抗拉强度、屈服强度等均有着一定影响。此次研究主要是以某车型的前门为案例，围绕着后背门的外板所用原始材料、发动机的舱盖、前门与冲压之后材料等，开展力学性能分析与厚度的测量操作，合理截取样件的平整区域板材。前门外板主要运用DC04材料，后背门的外板所用原始材料是DC06，发动机的舱盖所用材料是DC03。把已截取板材加工属于静态拉伸的试样，各个外板均取试样3个开展试验操作分析，借助砂纸去除试样表面底漆，测量并记录好试样厚度。经-MTS Landmark电液伺服的疲劳试验操作系统程度，开展静态拉伸的试验操作。经静态拉伸的试验操作分析后，可获取材料冲压操作前后抗拉强度与屈服强度，具体如图1-1、1-2所示。从此次试验分析数据结果中即可了解到，该三种材料经冲压处理后的屈服强度大致增加1倍，而抗拉强度并未有明显变化。原始钢板经冲压期间，材料有塑性流动情况出现，以至于冷作硬化状况存在，部分区域存在变薄情况。故而，冲压之后钢板，自身屈服强度提升明显，但其伸长率与塑性变形呈下降趋势。
图1-1 冲压前后的抗拉强度比较示图
图1-2 冲压前后的屈服强度比较示图
3.构建有限元基础模型
借助Hypermesh系统软件构建起前门与后背门、发盖有限元的基础模型，并构建起压头的有限元基础模型，具体如下：①前门处有限元基础模型。依据前门数据模型划分网格，包含着防撞梁、加强板、内板、外板等。由于车门基本构成为钣金件，故选用壳单元的划分网格。划分完网格之后，需对其赋予相应属性与材料，依据样车具体状况来对零件实施焊接、包边、胶粘、连接螺栓等处理。结合前门实际闭合状况，合理约束其边界，具体约束主要包括123456 DOF锁扣、123456 DOF上下铰链；②后背门处有限元基础模型。结合前门建模的方式，构建起后背门处有限元基础模型，边界条件即为约束123456DOF锁扣、123456 DO铰链、1DOF缓冲块；③发动机的舱盖处有限元基础模型。合前门建模的方式，构建起发动机的舱盖处有限元基础模型，边界条件即为约束123456DOF锁扣、123456 DOF铰链、3 DOF缓冲块；④压头处有限元基础模型。结合试验80mm直径压头，构建起压头处有限元基础模型，单元基础类型即为六面体的网格，为便于与其覆盖件构建起接触面，应在体单元的表面位置构建起壳单元。
4.分析抗凹性能基本数值
模型构建完毕后，需借助Hypermesh系统软件内Abaqus系统板块加以处理，先构建起覆盖件自身与压头间接触面。而后，做好工况设置操作，具体如下：Step1为150N压力加载；Step2为400N压力加载；Step3为卸载。借助Abaqus系统求解器进行冲压前后该两种材料的特性曲线之下，后背门、发盖、前门开展抗凹性计算求解分析。两种材料自身特性的曲线条件下抗凹性计算分析结果如下：①前门。冲压前：150N加载位移为8.14mm、400N加载位移为13.66mm、残余位移为1.01mm；经冲压后：150N加载位移为7.99mm、400N加载位移为13.44mm、残余位移为0.18mm；②发盖。冲压前：150N加载位移为2.28mm、400N加载位移为4.58mm、残余位移为0.26mm；经冲压后：150N加载位移为2.24mm、400N加载位移为4.50mm、残余位移为0.05mm；③后背门。冲压前：150N加载位移为5.13mm、400N加载位移为9.42mm、残余位移为0.87mm；经冲压后：150N加载位移为5.03mm、400N加载位移为9.26mm、残余位移为0.16mm。经比较分析不同材料在经冲压前后抗凹的计算分析结果中即可了解到，经冲压操作工艺之后，该覆盖件自身抗凹刚度及加载位移变化并不明显，但其残余位移减小明显。
5.结语
综上所述，经过此次针对于冲压处理前后该覆盖件材料静态拉伸性试验操作后，可获取到其自身抗拉强度、屈服强度，以数值基础模拟方法为基础下，开展某车型后背门、发动机的舱盖、前门覆盖件的计算分析操作，获取加载力位移的曲线。那么，从冲压处理前后比较分析结果中即可了解到，冲压处理工艺针对于材料自身抗凹的稳定性及刚度并未影响，针对于其局部凹痕的抗力性有着较大影响，可以为抗凹的残余位移基础目标值合理设定提供重要依据。
参考文献：
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论文作者:熊伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/9/11
标签：位移论文; 前门论文; 材料论文; 加载论文; 基础论文; 性能论文; 刚度论文; 《基层建设》2019年第24期论文;