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汽车冲压件回弹补偿及其预测
徐四光，赵坤明，Terry Lanker, Jimmy Zhang and . Wang
摘要：为了减轻汽车重量和提高燃油经济性，越来越多的汽车冲压件采用铝合金和高强钢来制造。这样的材料在成形接触时不仅完整的模型应考虑代替对称部位中的一半模型。用相当于拉延筋力的约束来代替真实拉延筋，来反映由于弯曲和矫直材料产生的硬化效应，得到强化的效果。对于柔性部件〔主体封闭零件〕，观察到在回弹分析中重力是捕捉零件下垂和诱导回弹的一个重要因素。在隐式回弹分析中，通常使用位移收敛准那么。然而，收敛公差的选择通常基于应用工程师的经验。可以发现除了位移收敛测试，剩余应力也应视为收敛测试标准。回弹计算后分布的剩余应力低说明，已经正确释放不平衡应力和应用的约束机制已经足够。否那么回弹计算结果应重新评估。
3回弹减少及补偿
回弹发生拉伸、修剪和翻边工序后，零件中有不平衡的剩余应力存在。回弹的影响导致零件的几何尺寸与设计尺寸有偏差。因此，在补偿后的拉伸零件可能不适合后期修边工序，也可能不适合后期翻边工序，导致最终成品零件可能不能满足产品的标称形状。在过去，回弹补偿是在手动完成的根底上进行尝试和试错。由于缺乏准确的回弹预测，该过程花费了很长一段时间。这可能会阻碍整车工程的进度。最近改善的回弹预测方法使得回弹补偿能够应用在整车开发的模具设计阶段。
有两种方法来解决回弹问题。一个是力学系回弹复原〔MBSR〕和基于其他几何回弹补偿〔GBSC〕[1]。对于每一个特定局部，所述MBSR方法是不同的根底上产品的几何形状、工艺补充面的开发及模具开发的过程。通常使用的方法包括添加适宜的产品特性〔添加标定、加强卷边、偏移等〕来稳定零件的形状、改变模具工艺、以平衡压边力、变形的方式和工程中二维关键区域一定程度的塑性应变，以减少弯曲和扭曲回弹〔通过增加拉伸筋和不同的弯曲半径〕。
图2示出拉延筋对高强钢汽车部件回弹的效果。该零件没有拉裂和皱纹，因此沿所述部件的侧面无需添加拉延筋。然而在修边局部相对标称形状偏离20毫米并且发生严重的扭曲。在添加拉延筋后，特别是在沿侧边的扭转位置，扭转回弹消失，并且修边部位的最大偏差在1毫米内。
在凹模方向14mm的回弹
拉延筋 有拉延筋
A-A剖面
黑色：标称模面
红色：补充后模面与拉延筋
蓝色：无拉延筋的补偿后模面
对于一些铝，冲压成形不仅可以提高可成形性，而且显著减少退火过程的回弹。图3所示为有或无退火情况下的回弹分布，其最初设计为钢。铝在退火后，回弹可减小到类似于钢制发动机罩的大小，因此相同的发动机罩内板可用铝来制造。


图3退火对回弹的影响
该GBSC是标称模具的几何形状的变形，使得在成形工序之后零件的回弹补偿后形状同设计形状相匹配。几何补偿可以对整个模面或局部重点区域模面进行补偿。GBSC的普遍做法通常包括：1〕基于该模面的标称模面进行成形和回弹计算，2〕用选定的全局缩放因子修改模面，其中基于线性扩展的回弹位移矢量的模面补偿，3〕基于所述补偿模面的成型和回弹计算。4〕第3步回弹补偿后的形状和标称零件形状进行比拟。如果不满足尺寸公差，将需要从第1步迭代到第