一、引言

    汽車覆蓋件成形加工生產(chǎn)目前主要依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗設計來制定沖壓工藝、開發(fā)相關模具，具有相當大的隨意性和不確定性。然而板料成形的力學過程及成形影響因素非常復雜，是一個集幾何非線性、材料非線性、接觸非線性于一體的強非線性問題，用傳統(tǒng)的解析方法很難求解。塑性成形理論經(jīng)過100多年的發(fā)展，已相當成熟。隨著計算機應用技術的普及，板料塑性成形過程用有限元方法進行數(shù)值模擬已成為一項有效解決該問題的高新技術。

　　汽車覆蓋件包括覆蓋汽車發(fā)動機、底盤、構(gòu)成駕駛室及車身的所有厚度3mm以下的薄鋼板沖壓而成的表面和內(nèi)部零件，其重量占到汽車用鋼材總量的50%以上。汽車覆蓋件具有材料薄、形狀復雜、多為復雜的空間曲面、結(jié)構(gòu)尺寸大和表面質(zhì)量高等特點。在沖壓時毛坯的變形情況復雜，故不能按一般拉伸件那樣用拉伸系數(shù)來判斷和計算它的拉伸次數(shù)和拉伸可能性，且需要的拉延力和壓料力都較大，各工序的模具依賴性大，模具的調(diào)整工作量也大。汽車覆蓋件成形過程中板料上的應力應變分布情況非常復雜，成形質(zhì)量影響因素較多。從變形方式看，板料的成形是拉延、翻邊、脹形、彎曲等多種變形方式的組合過程。對一個給定的零件來說，一套合理的模具和工藝方案的確定，不僅要靠實踐經(jīng)驗和理論計算，還往往離不開反復地試模和修模。因此汽車覆蓋件模具設計的主要任務就是要解決好沖壓過程中板料不同部位之間材料的協(xié)調(diào)變形問題，既要避免局部區(qū)域過分變薄甚至拉裂，又要避免起皺或在零件上留下滑移線，還要將零件的回彈量控制在允許的范圍內(nèi)。

　　目前，板料沖壓過程的計算機分析與仿真技術（非線性有限元分析技術）已能在工程實際中幫助解決傳統(tǒng)方法難以解決的模具設計和沖壓工藝設計難題，如計算金屬的流動、應力應變、板厚、模具受力、殘余應力等，預測可能的缺陷及失效形式，如起皺、破裂、回彈等。在汽車覆蓋件的設計中采用數(shù)值模擬技術能從設計階段準確預測各種工藝參數(shù)對成形過程的影響，進而優(yōu)化工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)，縮短模具的設計制造周期，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，提高模具和沖壓件產(chǎn)品品質(zhì)。