autoform應(yīng)用案例：TriboForm應(yīng)用于沃爾沃XC90車門內(nèi)板

2018-03-29 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

隨著汽車行業(yè)發(fā)展步伐的加快,需要高影響力的創(chuàng)新來確保未來的增長。為了縮短研發(fā)周期,降低新車的開發(fā)成本,沃爾沃汽車公司越來越多地使用軟件工具。全新沃爾沃XC90的門內(nèi)板應(yīng)用了TriboForm,以實現(xiàn)沃爾沃轎車的這些目標(biāo)。

沃爾沃汽車已經(jīng)認(rèn)識到,推動金屬板成型產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素之一是摩擦學(xué),摩擦和潤滑。無論是在生產(chǎn)和金屬板材成型模擬。為了提高板材成形模擬的準(zhǔn)確性,使用了TriboForm軟件。下面介紹的沃爾沃XC90內(nèi)門板沖壓模擬考慮了摩擦和潤滑建模的技術(shù)。

沃爾沃XC90車門內(nèi)板零件的質(zhì)量很大程度上取決于實際生產(chǎn)過程中的摩擦和潤滑條件。對于不同的生產(chǎn)條件,如沖壓速度或壓邊力,門內(nèi)板零件可能會出現(xiàn)嚴(yán)重的起皺或開裂。看下面的圖。而且,在生產(chǎn)過程中,這些質(zhì)量問題可以基于工藝條件的漂移而出現(xiàn)或消失,例如在生產(chǎn)運行期間的模具溫度。通過改變生產(chǎn),摩擦學(xué)或潤滑條件,可以防止這些質(zhì)量問題。

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門內(nèi)板零件的質(zhì)量取決于生產(chǎn)中的摩擦學(xué),摩擦和潤滑條件

盡管摩擦在生產(chǎn)過程中至關(guān)重要,但目前在沖壓模擬中還沒有對其進(jìn)行詳細(xì)考慮。目前的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是使用一個恒定的(庫侖)摩擦系數(shù)。這限制了總體模擬精度。為了以更高的可靠性獲得更真實的模擬結(jié)果,準(zhǔn)確解釋金屬成形模擬中的摩擦學(xué)效應(yīng)是至關(guān)重要的。為此,TriboForm軟件與AutoForm軟件結(jié)合起來使用。

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方法:使用TriboForm軟件

仿真結(jié)果的驗證是基于在全面生產(chǎn)運行中從沖壓生產(chǎn)線取得的門內(nèi)板零件進(jìn)行的。結(jié)果有如下3種情況:

1.實驗測量結(jié)果

2.在AutoForm中使用恒定(庫侖)摩擦系數(shù)的仿真結(jié)果

3.在AutoForm中使用TriboForm FEM插件的仿真結(jié)果

驗證結(jié)果:應(yīng)變

實驗應(yīng)變結(jié)果顯示臨界應(yīng)變分布,稍微超過成形極限曲線(FLC)。使用恒定摩擦系數(shù)的模擬應(yīng)變大大超過實驗應(yīng)變結(jié)果,并且不符合實驗測量結(jié)果。最后,使用AutoForm的TriboForm FEM Plug-In模擬應(yīng)變結(jié)果,與實驗結(jié)果吻合良好,證明了沖壓模擬預(yù)測精度的提高。

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驗證:實驗測量并模擬車門內(nèi)部的應(yīng)變結(jié)果

驗證結(jié)果:拉延

實驗中板料流入的結(jié)果強烈依賴于摩擦和模具以及拉延筋的精確幾何描述。在沖壓模擬中,生產(chǎn)工具的真實幾何形狀在AutoForm中被掃描和實施。仿真結(jié)果顯示與使用AutoForm中的TriboForm FEM Plug-In的流入量具有良好的對應(yīng)性。實驗結(jié)果與使用恒定摩擦系數(shù)的模擬結(jié)果之間卻有一些偏差。

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驗證:門內(nèi)板流入量的實驗測量結(jié)果和模擬結(jié)果

豐富的模擬功能

TriboForm軟件豐富了模擬功能,可模擬:

1 .沖壓模擬中刀具溫度和加熱對摩擦和產(chǎn)品質(zhì)量的影響

2 .工具涂層和板料涂層對產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)穩(wěn)定性的影響

3 .板材、潤滑劑和工具材料類型對實際生產(chǎn)的影響

結(jié)論

項目結(jié)果表明,使用TriboForm軟件的沖壓模擬的預(yù)測精度在以下方面有所提高:

應(yīng)變
流入量
回彈

總的來說,本案例表明摩擦學(xué)、摩擦和潤滑條件對零件質(zhì)量和整體生產(chǎn)穩(wěn)定性都有很大的影響。

更多的技術(shù)成果將在2016年國際深沖壓研究小組( IDDRG )會議上介紹,并很快提供。

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沃爾沃XC90生產(chǎn)中摩擦學(xué)系統(tǒng)(板材、潤滑劑類型和工具材料的組合)的優(yōu)化,使沃爾沃汽車在保持穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝和高產(chǎn)品質(zhì)量(不開裂、不起皺)的同時,能夠?qū)⑸a(chǎn)中的行程速率提高50 %。這導(dǎo)致:

門內(nèi)板件,標(biāo)準(zhǔn)行程速率下,總成本為 8.87歐元
門內(nèi)板件,增加行程速率后,總成本為 7.66歐元
在100,000件門內(nèi)板產(chǎn)品的生產(chǎn)目標(biāo)下
節(jié)省總額為121,000歐元(對于單個零件,對于單個車型)

由于每個車型有多個關(guān)鍵零部件,并且開發(fā)的車型越來越多,TriboForm軟件可實現(xiàn)更高的節(jié)約成本。技術(shù)案例表明,TriboForm軟件使用戶能夠快速理解、模擬和解決金屬成形行業(yè)中與摩擦學(xué)相關(guān)的問題。商務(wù)案例表明TriboForm能夠縮短新車型的開發(fā)時間并降低開發(fā)成本,從而實現(xiàn)高投資回報( ROI )。

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