基于侧面碰撞特性的B柱总成轻量化设计分析

基于侧面碰撞吸能特点,对B柱总成进行轻量化设计。从材料、工艺、结构等方面入手,对原B柱外板和加强板进行轻量化设计,采用热成形材料替换、增加补丁板和激光拼焊等3种方案进行设计,采用侧面碰撞仿真分析对方案进行可行性验证,并将设计方案综合应用到实际车型中对方案进行检验。结果表明:3种方案均可实现轻量化设计;热成形材料替换方案的最大侵入量和侵入速度最优,材料的碰撞安全性最高;在满足碰撞安全性的前提下,激光拼焊方案和热成形材料替换方案的轻量化效果基本相当,所研究的案例轻量化效果达到减重16%左右;综合应用分析方案,在满足碰撞安全性法规的前提下,实现减重20%,同时仿真与试验误差控制在15%以内,表明研究结果可以应用于实际车型设计。     

汽车侧围一体式内门环结构的应用

<正>汽车侧围一体式内门环是将汽车车身的侧围前部内板结构,包含A柱上内板、A柱下内板、B柱内板和门槛内板4个分件结构,设计成一体式的内门环。通过激光拼焊工艺,将相同厚度或不同厚度的热成形钢板拼成一个环,再通过热成形生产出零件。一体式内门环具有重量轻、强度高、材料利用率高等优势,并且可以依据车型碰撞性能和重量等目标的定义进行个性化开发,     

汽车B柱热成形技术的比较分析

对乘用车B柱所使用的7种热成形技术进行了介绍,包括普通热成形、补丁板的热成形、与冷冲件拼接的热成形、软硬分区的热成形、不等厚板的热成形、激光拼焊板的热成形,带B柱的热成形门环等。阐述了不同热成形技术对材料、设备、热成形模具和成形前板料等的要求以及不同技术成形的B柱所能达到的碰撞性能和轻量化效果,进而从材料成本、技术难度、轻量化效果、碰撞安全性等角度,对比分析了7种热成形技术组合而成的11种热成形B柱的优劣,对未来热成形B柱的发展趋势进行了展望。分析结果表明,普通热成形B柱技术要求和成本最低,而碰撞性能、轻量化效果最好的为带B柱的热成形门环。     

激光拼焊板热冲压工艺关键技术参数

随着我国《国家第六阶段机动车污染物排放标准》的逐步实施和以整车整备质量来确定耗油量且增加正面25%偏置碰撞的《乘用车燃料消耗限制》的颁布。当前汽车工业发展的重点是在确保安全的前提下,尽可能减轻车身自重。自2007年安赛乐米塔尔公司推出半消融铝硅镀层板激光拼焊技术以来.铝硅镀层热成形激光拼焊板最大程度上发挥了激光拼焊板和热冲压工艺的轻量化的优点。     

真空热压一体式激光拼焊门环轻量化设计

热冲压门环是指将A柱、B柱、门槛梁和车顶边梁设计成一个封闭的整体式零件,进而进行热冲压成形。从2009年起,主要受全球排放法规的影响,热冲压钢激光拼焊板在现代汽车上的使用开始迅速增长。2013年,首个完全由热冲压钢制成的一体式热冲压门环使用部分消融技术制成。     

多材料匹配激光拼焊方案高温拉伸特性分析

摘要： 近年来热成形钢在汽车行业广泛引入,成为汽车轻量化解决方案的一个重要组成部分,为满足碰撞法规安全与吸能要求,激光拼焊技术等改进的热成形技术已开始应用,采用HC340LA,HC340/590DP分别与22MnB5进行激光拼焊,通过高温拉伸试验确定各材料的高温拉伸特性,经拟合计算得到了用于仿真分析的本构方程。并通过分析高温拉伸断后伸长率与高温抗拉强度,简单快捷地对材料高温成形特性进行优劣评价,从而确定了多强度梯度激光拼焊热成形的工艺可行性,得到了450 MPa,600 MPa级与1 500 MPa级两种高低搭配热成形组合方案。 创新点： 通过分析高温拉伸断后伸长率与高温抗拉强度,简单快捷地对材料高温成形特性进行优劣评价,揭示了含有热成形钢的异种材料拼焊后高温成形特点。     

液压夹紧装置在差厚激光拼焊板冲压中的研究

破裂和焊缝移动是差厚激光拼焊板成形中存在的两个主要问题.利用塑性力学,对焊缝移动进行了力学分析.为提高激光拼焊板的成形性能,设计了液压夹紧装置,并解释了装置的原理.通过门内板拼焊板的冲压成形实验,比较了使用液压缸前后拼焊板的焊缝移动变化和板厚变化情况.实验表明,夹紧装置能有效地控制差厚拼焊板成形中焊缝的移动,能减少薄侧板材的变薄,从而提高拼焊板的整体成形性能.     

随行程变化变压边力拼焊板盒形件成形性能研究

焊缝两侧材料变形不均匀引起的焊缝移动和成形性能下降是拼焊板成形过程中需要解决的难题,变压边力技术可以增大成形工艺调整范围、提高冲压件成形质量。本文在拼焊板成形过程中加载随行程线性渐增变化的变压边力,并应用动力显式数值模拟软件模拟差厚拼焊板盒形件的成形过程,研究变压边力控制对拼焊板成形性能的影响。结果表明,在相同的焊缝移动量下,线性渐增变压边力与定常压边力相比增大了引起焊缝移动的薄侧变形区域材料的长度,缓解了薄侧材料的应变集中,提高了拼焊板成形性能。     

激光拼焊技术在汽车工业中的应用

介绍了在汽午工业中使用激光拼焊板及激光拼焊管的情况.激光拼焊技术即将两块或多块具有不同厚度的材料通过激光焊接方法焊接起米再予以成形.目前激光拼焊产品包括激光拼焊板及激光拼焊管.汽车工业通过使用激光拼焊技术可以在实现减重的同时提高安全性,同时通过使用激光拼焊技术.使材料也得剑了合理利用并且减少了汽车厂的生产上序.     

拼焊板U形件冲压成形中焊缝移动与回弹的研究

通过数值模拟技术,并结合正交试验设计方法,研究了具有纵向焊缝的拼焊板U形件在不同板厚比、不同强度比、不同压边力和不同拉深筋阻力情况下的焊缝移动与回弹及其相互关系,为高强钢激光拼焊板的焊缝移动和回弹控制研究提供依据.研究表明:拼焊板的不同板厚比和强度比对焊缝移动和回弹有显著影响,为了保证冲压成形质量,板厚比一般不小于0.5,强度比在0.8～1.3为宜;在此基础上,选择合理的压边力和拉深筋阻力分布可以减小焊缝移动,从而有效地控制拼焊板的回弹,并在某车型中立柱的实际生产中得到应用和证实.     

22MnB5/DP980激光拼焊板热成形淬火组织与性能

对1.6 mm厚的22MnB5热成形钢板和DP980双相钢板进行激光拼焊后,开展了拼焊板热成形淬火实验,研究了拼焊板淬火前后的组织与性能.结果 表明:焊接接头淬火前不同区域的组织在淬火后均转化为板条马氏体.拼焊接头淬火后的平均抗拉强度为1294MPa,比淬火前提高了97％;强塑积比淬火后的整体22MnB5热成形钢板提高...     

差厚高强钢激光拼焊板拉伸失稳行为研究

对0.7mm/1.0mm厚度组合的B170P1钢激光拼焊板试件进行半球凸模胀形试验,分析不同应变状态下拼焊板的变形、失稳特点及应变分布情况,研究其拉伸失稳规律。研究表明,拼焊板试件的变形失稳主要发生于薄侧母材,且随应变状态由单拉向平面等双拉的转变,应变分布趋于均匀,失稳位置向焊缝靠近;在变形过程中,靠近焊缝的薄侧母材在平行于焊缝方向的变形受到厚侧母材及焊接区的影响,其应变路径快速向平面应变漂移,达到成形极限状态,降低了拼焊板的成形性能。焊缝的存在导致差厚激光拼焊板各部分变形不均匀,在差厚激光拼焊板的实际应用中,应采取适当措施抑制薄侧母材的局部变形,增加厚侧母材塑性变形的比例,提高差厚拼焊板的冲压成形性。     

焊接理论——一般问题

差厚拼焊板盒形件成形影响因素及焊缝移动规律 研究了拼焊板厚度组合、强度组合及成形过程中焊缝移动问题。通过数值模拟技术,建立了有拉延筋和没有拉延筋情况下的有限元模型,分析了不同板厚组合和不同强度组合对拼焊板成形性的影响,同时分析了拉延筋对焊缝移动量的影响,揭示这些因素影响成形性能的一般规律,提出一种减少焊缝移动的方法。研究结果表明：差厚板薄板与厚板的厚度比值取不低于0．5时,有利于成形极限的提高;     

焊接理论——一般问题

差厚拼焊板盒形件成形影响因素及焊缝移动规律 研究了拼焊板厚度组合、强度组合及成形过程中焊缝移动问题。通过数值模拟技术,建立了有拉延筋和没有拉延筋情况下的有限元模型,分析了不同板厚组合和不同强度组合对拼焊板成形性的影响,同时分析了拉延筋对焊缝移动量的影响,揭示这些因素影响成形性能的一般规律,提出一种减少焊缝移动的方法。研究结果表明：差厚板薄板与厚板的厚度比值取不低于0．5时,有利于成形极限的提高;     

不等厚激光拼焊板杯突试验及模拟

针对厚1.8 mm的SAPH440和厚2.2 mm的DP600不等厚异质板材采用激光焊接技术实现拼焊,进一步研究SAPH440和DP600的不等厚激光拼焊板的焊接接头性能和成形性能。针对拼焊板的胀形性进行杯突试验,研究表明,当薄板SAPH440所占的比例较厚板DP600大时,拼焊板的杯突值低于任何一侧母材的杯突值,即拼焊板的胀形性低于母材。并利用Dynaform软件对拼焊板的成形过程进行仿真分析：结果表明两侧板材变形不均匀,焊缝向厚板侧移动。     

拼焊板盒形件的成形性能与焊缝移动的研究

通过数值模拟技术,结合正交实验设计,研究拼焊板盒形件在不同板厚比、不同强度比、不同焊缝位置、不同压边力、不同拉深筋阻力以及不同摩擦系数的情况下的成形极限与焊缝移动。研究表明：板厚比与强度比对拼焊板盒形件的焊缝移动量影响很大,板厚差不宜过大;焊缝位置对拼焊板盒形件的焊缝移动量影响较为显著,建议将焊缝位置设计在偏向厚板一侧。在此基础上,选择合理的压边力和拉深筋阻力分布可以减小焊缝移动,从而保证拼焊板的成形质量,并在某车型门内板的实际生产中得到应用和证实。     

拼焊门内板冲压成形工艺参数优化研究

焊缝移动是拼焊板冲压成形过程中的主要缺陷.为了解决这个问题,基于响应面法和试验数据提出了一种优化拉延筋阻力和压边力的新方法.为了在起皱和开裂约束条件下使焊缝移动最小,采用了遗传算法.把新方法应用于激光拼焊门内板冲压成形工艺中.结果表明,焊缝移动量大大减小,冲压成形性能也得到提高.     

应用变压边力控制技术改善拼焊板的成形性能

基于简化的拼焊板2D截面模型分析了控制焊缝移动的拼焊板薄厚两侧所需的压边力关系式,提出了分段压边圈作用下的拼焊板冲压成形方案。应用数值模拟技术进行了矩形盒冲压仿真,验证了分析结果的有效性,分析了变压边力对拼焊板成形性能的影响。研究结果表明:拼焊板薄侧加载比厚侧较大的压边力,有效减少了焊缝移动,减小了薄侧材料的应变集中,改善了薄厚两侧材料变形均匀性,从而提高了拼焊板的成形性能,为提高拼焊板成形质量提供了新思路。     

拼焊板方盒件拉深成形过程变压边力曲线预测

基于有限元数值模拟软件LS-DYNAFORM,对拼焊板方盒形件拉深成形进行模拟研究。通过改变拉深成形过程中压边力这一最重要且易于控制的工艺参数,寻求拼焊板方盒形件拉深成形时较优的变压边力曲线加载形式。为预测不同工艺参数下拼焊板方盒形件拉深成形时的较优压边力加载曲线,建立了变压边力的BP神经网络预测模型,并将该模型预测的结果与数值模拟得到的结果进行对比分析。研究结果表明,拼焊板薄板采用变压边力、厚板采用恒定压边力、且薄板压边力不小于厚板压边力的加载形式,拼焊板成形件整体质量较好,焊缝移动量较小;神经网络预测模型能较好的预测拼焊板方盒形件拉深成形时的变压边力,与数值模拟结果的最大相对误差在12.3%以内。     

基于BP人工神经网络模型的激光焊缝宽度预测方法

激光焊缝宽度是考核激光拼焊板质量的重要指标之一,直接影响到拼焊板的成形性能.因此,通过对激光焊缝宽度进行预测可以达到焊接工艺参数优化的目的,以提高拼焊板的焊接质量与成形性能.本文利用BP人工神经网络技术建立了焊缝宽度预测模型,该模型可以实现对焊缝宽度的有效预测,预测精度达到96%以上,具有较好的工业实用价值.