【autoform成功案例】TriboForm應用于新款沃爾沃V60車型

2019-04-19 by:CAE仿真在線來源:互聯網

圖1. 新款沃爾沃V60車型及項目中選取的零件

目前汽車行業正面臨著幾個趨勢,特別是鋁材料和薄板材料應用的增長。AutoForm荷蘭的總經理Marc Lambriks向我們闡述了原因:“行業趨勢是向輕量化發展,同樣的,也帶來了挑戰,例如使用更薄的板材和鋁材料的零件的最終成形質量更多的依賴于摩擦和摩擦學。因此,我們所看到的是摩擦學和摩擦對于精確模擬這些零件的成形變得愈加重要的過程?！?

為了應對在成形模擬中的輕量化趨勢,沃爾沃汽車正與合作伙伴就這一主題展開合作,包括特溫特大學、塔塔鋼鐵公司,TriboForm和AutoForm。TriboForm總經理Jan Harmen Wiebenga解釋道:“在沃爾沃汽車項目中使用TriboForm的有兩方面的目標。首先,我們在模具的前期調試中應用摩擦模型。其動機是,大部分的模擬都是為了保證模具的調試,即在模具最終設計和加工鑄件之前,盡可能多地解決模擬中的問題。其次,研究新型潤滑劑和板材涂層對沖壓結果的影響?！?

本文講述了新款沃爾沃V60車型證明了摩擦和潤滑模型在沖壓模擬中的作用。這個研究包括對V60車型中三個不同部件進行的深度評估(圖一)。這些零件的模具均在瑞典Olofstr?m的沃爾沃汽車模具車間生產。

【autoform成功案例】TriboForm應用于新款沃爾沃V60車型autoform培訓課程圖片2

表 1. V60項目中的部件和材料

JanHarmen Wiebenga繼續說道:“如果鈑金件的質量取決于成形過程中出現的摩擦條件,我們必須深入研究摩擦條件本身,以推斷出更高質量的零件。這些條件還取決于摩擦學以及其他因素, 例如板材,涂層,模具材料,潤滑和工藝條件之間的相互作用。”V60車型項目的相關零件及材料見表1。下面是不同結果的對比。

門內板

【autoform成功案例】TriboForm應用于新款沃爾沃V60車型autoform培訓課程圖片3

圖 2: 收縮線及預沖孔邊界在恒定摩擦系數(左)和TriboForm模型(右)下的結果對比

JanHarmen Wiebenga解釋道:“為了將零件的預測結果與真實結果進行對比,我們對沖壓件做了3D掃描。圖2中左邊的圖顯示的是使用恒定μ= 0.15的摩擦系數模擬與掃描結果對比?；疑珔^域是板件的真實結果,綠色線是模擬預測的收縮線。這里你就能發現問題,模擬結果與實際結果相差很大。然而,右邊是使用TriboForm模型分析的結果。藍色的線是非常接近真實板件的收縮線。即使仍然還有一些差異,但是預測的結果已經非常接近現實了。接下來看下板件中間預沖孔形狀的預測。左側的預測結果與真實情況相差甚遠。在右側,可以看到輪廓完美匹配。因此,除了良好的外部的收縮線結果,在產品內還可以看到對模具中材料的實際流動的準確預測。”

前翼子板

【autoform成功案例】TriboForm應用于新款沃爾沃V60車型autoform培訓課程圖片4

圖 3: 前翼子板厚度測量。上面的是使用恒定摩擦系數的結果,下面的是使用TriboForm模型的結果。

對前翼子板厚度進行了測量,并將測量結果與兩次的模擬分析結果作對比。分別測量了兩個區域。圖3左上方的是使用恒定摩擦系數的結果,預測的厚度是0.605和0.654(灰色標簽)。但真實的零件厚度是0.64和0.71。左下方是使用TriboForm模型的結果,預測的厚度是0.677和0.694. 這兩處都是非常接近真實值。同樣的證據也出現在圖3的右側。這些結果都說明了一點,即使用TriboForm模型進行厚度預測時,仿真結果更接近實際。

MarcLambriks總結道:“主機廠已經花費了大量時間來改進他們的材料模型,并且軟件公司正在改進他們開發的模擬代碼。自然摩擦學是下一步,主機廠現在正致力于研究更好的摩擦模型。特別是在沃爾沃汽車的例子中,他們正在取得進展,對他們使用的仿真和先進材料模型都感到滿意。與大多數主機廠一樣,他們也在尋求下一步驟,以提高模擬精度并減少調試修正。這就是為什么他們要在TriboForm建模上投入時間,因為建立摩擦是下一步的工作?！?

TriboForm

開放分享：優質有限元技術文章,助你自學成才