【正文】 （十一）描述 可行的成形性圖。 （十二） 在 可行的 成形性圖的基礎(chǔ)上 確定工藝參數(shù) 的有效組合。 圖 4 確定可行的成形性圖 的示意程序 圖 5汽車懸架支持板 在實際 的 沖壓 過程中， 絕 大多 數(shù) 缺陷是通過增加或減少 薄 板 壓 緊 力控制的 。壓邊力， 板料 偏移距離和 拉延筋 的形狀， 是 與 薄板 壓緊力 有關(guān)的主要參數(shù) 并且 在可行的成形性圖 上作為 工藝參數(shù) 決定的?？紤]到 是 在可行的成形性圖 上 選擇 的工藝參數(shù) ， 沖壓 產(chǎn)品的邊緣出現(xiàn) 皺紋和撕裂的， 被 選定為研究案例。 如 圖 5 所示 ，對于 懸架支持板 ， 汽車板 件的 沖壓 過程 如 臺架懸置和駕駛室 ， 作為例子來驗證 通過可行的成形性圖的 流程 設(shè)計的有效性。 ． 懸架 懸架 的沖壓過程 被認為是第一個案例 的 研究。 懸架 系統(tǒng) 構(gòu)造及 剖面圖 如 圖6所示 。 懸架 在不對稱的深度為 110毫米的大 圖中 ， 在沖壓時 可能 會 導致 產(chǎn) 品的邊圍 斷 裂 。 因此，我們的目標是確定 工藝參數(shù) 的有效組合，以消除 產(chǎn)品破裂引起的 風險 。 圖 6 懸架 的構(gòu)造及 剖面圖 圖 7 懸架件沖壓的 有限元建模 懸架 的 有限元仿真 沖壓 見 圖 7。商業(yè)有限元軟件， LSDYNA，是用來模擬過程 的 。本研究 中 用的材料都是熱軋鋼板，其性能 為 CQ級 的 毫米厚 等總結(jié)在 表 1中 ，其中下標 0， 45， 90 表示滾動 方向。 表 1 APFH440 的 力學性能 性質(zhì) 數(shù) 值 性質(zhì) 數(shù) 值 板料厚度 t（毫米） 屈服強度 YS（兆帕） 拉伸強度的 TS（兆帕） 剛度系數(shù) K（兆帕） 加工硬化系數(shù) 241。 蘭克福德價值 ? ? 0 =， ? 45 =， ? 90 = 摩擦系數(shù) μ 壓邊力 BHF（噸） 30 為了 要確定 APFH440 的 熒光檢測 ，將 25200 毫米， 50 200 毫米， 75 200毫米， 100 200 毫米， 125 200 毫米， 150 200毫米， 175 200 毫米， 200 毫米的 尺寸標本準備 用 激光切割。 通過 化學腐蝕 方 法 把所有標本印在 圓形網(wǎng)格圖案上 。通過 一般的 50 噸 容量的 金屬 片實 驗機 拉 伸 板材 ， [17]，直到 標本 發(fā)生 破裂 。隨著標本的變形， 圓圈變 成 橢圓 。橢圓的長軸和短軸被實時測量，然后通過 阿斯米斯軟件計算長短軸的應(yīng)變。 APFH440 的 熒光檢測 圖 見圖 8。 圖 8 APFH440 的 成形極限圖 懸架的沖壓程序如 圖 4 。 一個長方形的 560 500 毫米的坯料 是用來設(shè)計初始坯料的 。 在最終產(chǎn)品的輪廓上 目標輪廓被定義為一個統(tǒng)一修剪寬度 為 30毫米 的外形 。 在表 1條件下 進行 有限元仿真。 在這個有限元仿真 試驗中 ， 通過平面測試的 摩擦系數(shù) 為 ， 壓邊力被假定為 30 噸。 圖 9 顯示了 輪廓變形和目標 的比較 。如圖 9a 所示， 變形輪廓 有 一些偏離 目標 輪廓。如圖 9b 所示， 當形狀誤差 在 修改后的 坯料公差范圍之內(nèi) ， 這個 形狀 就作為 初始 坯料形狀。 圖 9 懸架沖壓的初始坯料設(shè)計 圖 10 懸架沖壓的有限元分析 （壓邊力：50 噸， 坯料 偏移距離： 30 毫米） 為了估計是否會出現(xiàn)起皺， 在有 限元仿真首先執(zhí)行 的 條件下 過程 ，其中 的初始坯料按 形成 一個最大偏移力距離為 30 mm，最大壓邊 50噸的能力范圍內(nèi)給予 。 在圖 10 中破裂的 發(fā)生 被 觀察 出 ，而皺紋的風險 并 不存在。 因此， 工藝參數(shù) ，如壓邊力和 坯料偏移距離 ，應(yīng)選擇適當，以避免 懸架在 沖壓 過程中 破裂 。 審議的工藝參數(shù)標準列于 表 2 。 在實際工業(yè)應(yīng)用中，對于沖壓能力和模面 1和 4 是密切相關(guān) 的 。 因為在懸架中只考慮 這兩個 工藝參數(shù) ， 有限元仿真執(zhí)行 工藝參數(shù)的 16 組合的 ，如 表 3。 通過方程 （ 7） 和 （ 8），在 有限元仿真 和熒光檢測器的 基礎(chǔ)上計算出 特征值 ，計算結(jié)果列于 表 3 的 第 4和第 5 行 。 進行 變量 分析，以確定 破裂和 皺紋 特征值的工藝參數(shù) 。如 表 4 和 表 5 中列出的 ，只有 壓 邊力是導致 斷裂特征的主要參數(shù) ，而 其他工藝 參數(shù)影響皺紋 特征值變化 。對于整個 工藝參數(shù) 的范圍，應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 找到 未 在表 3 中 列出 的 組合 特征 值。 表 3的 特征值作為訓練 數(shù)據(jù)應(yīng)用到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 中 。 然后，通過 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓練 把 所有組合的特征值進行預測 ?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)訓練的結(jié)果， 組合 工藝參數(shù) ， 即 有關(guān)的相應(yīng)的特征值是在規(guī)定的公差 內(nèi) 被認為是 安全的 。 否則， 工藝參數(shù) 的組合 被認為是 在裂縫和皺紋的 區(qū)域內(nèi)。 表 2 懸架沖壓的工藝參數(shù)標準 變量 等級 壓邊力（噸） 坯料 偏移距離（毫米） 1 20 0 2 30 10 3 40 20 4 50 30 表 3 懸架沖壓的有限元仿真結(jié)果 試用號 工藝參數(shù) 有限元仿真 壓邊力 坯料 偏移距離 斷裂（ Ff） 皺紋 （ Fw ） 試用號 工藝參數(shù) 有限元仿真 壓邊力 坯料 偏移距離 斷裂（ Ff） 皺紋 （ Fw ） 1 1 1 2 1 2 3 1 3 4 1 4 5 2 1 6 2 2 7 2 3 8 2 4 9 3 1 10 3 2 11 3 3 12 3 4 13 4 1 14 4 2 15 4 3 16 4 4 表 4 懸架沖壓 斷裂特性 的方差分析表 參數(shù) 平方和 自由 度 均方 F 比率 壓邊力 3 a 坯料 偏移距離 3 錯誤 9 總計 15 a表示至少 90%的準確度 表 5 懸架沖壓 皺紋 特性的方差分析表 參數(shù) 平方和 自由度 均方 F 比率 壓邊力 3 a 空白偏移距離 3 a 錯誤 9 總計 15 a表示 至少 99％的 準確 度 圖 11 指 出可行的成形性圖 由 上述 程序確定 。 在 圖 11 中可以觀察到 ， 隨著坯料偏移距離和壓邊力的增加， 斷裂區(qū)域增大，皺紋 區(qū)域減少 。 原因是 由于 隨著坯料偏移距離和壓邊力增加，摩擦力增加，導致 過度拉伸應(yīng)力 發(fā)生在 坯料 的 邊緣 。 圖 11 懸架沖壓的可行的 成形性圖 輪罩 輪罩 的沖壓過程 被認為是第二個案例 的 研究 。 輪罩 的結(jié)構(gòu) 和剖面圖 見 圖 12。圖 13 顯示了 輪罩 沖壓過程分析的有限元模型 。 這項研究 使用的材料是冷軋鋼板， 即 毫米厚度 CQ 級的 高檔斯佩克 鋼 。 這種材料 的 性質(zhì)研究 總結(jié) 在 表 6中 。 圖 12 駕駛室 的結(jié)構(gòu)和 剖面圖 圖 13 輪罩 沖壓的 有限元建模 表 6 斯佩克 的物理 性能 特性 值 特性 值 板料厚度， 噸 （毫米） 屈服強度， YS（兆帕） 拉伸強度的 TS（兆帕） 剛度系數(shù) ， K（兆帕） 加工硬化系數(shù)， 241。 蘭克福德 值， ? ? 0 = ， ? 45 = ， ? 90 = 摩擦系數(shù)， μ 壓邊力， BHF（噸） 40 可以預見的是， 160 毫米大拉的深度和厚度小的材料可能導致 最終產(chǎn)品的皺 紋 。 因此，工藝 流程 設(shè)計 集中于工藝參數(shù)的決斷上去生產(chǎn) 沒有缺陷的 健全的產(chǎn)品 。 該 斯佩克 的 熒光檢測 是 從一個類似 的實驗中獲得的 。其結(jié)果繪制 在 圖14中。 圖 14 斯佩克 的 成形極限圖 圖 15 輪罩 沖壓的初始坯料設(shè)計 根據(jù) 圖 4 的流程 ， 一個 860 610 毫米長方形 坯料 是用來設(shè)計 初始坯料的。在最終產(chǎn)品 輪廓上， 目標輪廓被定義為一個統(tǒng)一修剪寬度 為 30毫米 的外形 。 有限元仿真 在 表 4所列條件下進行 。在 該 有限元仿真 中 ， 坯料 壓邊力和摩擦系數(shù) 分別 假定為 40噸和 。 圖 15 顯示了輪廓變形和目標 的比較。如圖 15b所示，當形狀誤差 在 修改后的 坯料公差范圍之內(nèi) ， 這個 形狀 就作為初始坯料形狀。 要估計是否會出現(xiàn) 褶皺 ， 在有 限元仿真首先執(zhí)行 的 條件下，其中 的初始坯料按 形成一個最大偏移力距離為 30 mm，最大壓邊 力 70噸的能力范圍內(nèi)給予 。 在圖 16a中可以看出 拉延筋被用來 提供 給坯料 一個附加約束力 ，因為 由于嚴重扭曲坯料 元素在 邊緣 皺紋。 圖 16b顯示了 拉延筋對產(chǎn)品的破壞形狀 。這個數(shù)字表明，除了對 發(fā)生 破裂 的預測 ， 皺紋 的 風險 消除了。 因此， 工藝參數(shù) ，如 坯料 壓邊力，坯料 偏移距離， 拉延筋的形狀， 應(yīng)選擇 適當 ，以 生產(chǎn)沒 有 皺紋 和裂紋的 完善 的 產(chǎn)品。 圖 16 輪罩 有限元分析 （壓邊力： 70噸， 坯料 偏移距離： 30毫米） 坯料 壓邊力， 偏移距離， 以及拉延筋形狀 被認為是 駕駛室沖壓的工藝參數(shù)。如 圖 2所示 ， 一個臺肩的拉延筋受制于 這項研究 中 ，并 且 各種 不同 高度 （ h）和肩半徑（ r） 的 拉延筋 是多種多樣的 。被 審議過 的工藝參數(shù)及 他們的 等級 列于 表7中 。 該工藝參數(shù) 被分配在 L27(313)正交陣列（ OA）的 試驗設(shè)計 表中， 見 表 8。 OA表中 每個組合 的有限元被 執(zhí)行。 破裂 和皺紋的特征值 在 熒光檢測 和 有限元仿真 的基礎(chǔ)上被計算出 。結(jié)果列于 表 8 的 第 6和第 7 欄 。 進行 變量 分析，以確定 輪罩 破裂和 皺紋 特征值的工藝參數(shù) 。 坯料壓邊力和 拉延筋 高度 (BHFH) 與半徑之間的 相互作用被 考慮在內(nèi) 是因為壓邊 和拉延筋的變化有關(guān) 。 如 表 9 和 表 10所列出的 ，該相互作用對破裂和起皺有一些 小的影響 被 集中在錯誤 欄里 。進一步 的 影響匯集列表明，只有三個 工藝參數(shù) 是真的 對 車輪斷裂 和 皺紋的變化特征 起主要作用 。應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓練，以便 在全部工藝參數(shù)變化范圍內(nèi) 找到一個特征值的所有組合?？尚械某尚涡詧D可在 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 培訓 結(jié)果 的基礎(chǔ)上確定，如 圖 17。 自從 四個 工藝參數(shù) 被認 可為 可行的成形性 圖 描述 后 ，該圖 就 由一個立體 結(jié)構(gòu)所描述 ，其中一個工藝參數(shù) ， 例如拉延筋的 肩 半徑 ，在 圖 17a中被確定 。 圖 17bd顯示了 在 高度 不變的拉延筋下的 可行的成形 性 圖。 表 7 輪罩 沖壓的工藝參數(shù)等級 等級 變量 壓邊力（噸） 坯料 偏移距離（毫 米） 拉延 高度（毫米） 拉延 半徑（ mm） 1 50 0 3 2 2 60 15 4 4 3 70 30 5 6 表 8 輪罩 沖壓的 L27(313)正交表 和有限元仿真 結(jié)果 試用號 工藝參數(shù) 有限元仿真 壓邊 力 坯料 偏移距離 拉延 高度 拉延 半徑 斷裂（ Ff） 皺 紋 （ Fw） 1 1 1 1 1 試用號 工藝參數(shù) 有限元仿真 壓邊 力 坯料 偏移距離 拉延 高度 拉延 半徑 斷裂（ Ff） 皺 紋 （ Fw） 2 1 1 2 2 3 1 1 3 3 4 1 2 1 2 5 1 2 2 3 6 1 2 3 1 7 1 3 1 3 8 1 3 2 1 9 1 3 3 2 10 2 1 1 1 11 2 1 2 2 12 2 1 3 3 13 2 2 1 2 14 2 2 2 3 15 2 2 3 1 16 2 3 1 3 17 2 3 2 1 18 2 3 3 2 19 3 1 1 1 20 3 1 2 2 21 3 1 3 3 22 3 2 1 2 23 3 2 2 3 24 3 2 3 1 試用號 工藝參數(shù) 有限元仿真 壓邊 力 坯料 偏移距離 拉延 高度 拉延 半徑 斷裂（ Ff） 皺 紋 （ Fw） 25 3 3 1 3 26 3 3 2 1 27 3 3 3 2 表 9 輪罩 沖壓 斷裂特性 的 方差分析表 參數(shù) 平方和 自由 度 均方 F 比率 壓邊力 2 b 坯料 偏移距離 2 b 拉延 高度 2 b 拉延 半徑 2 交互作用 壓邊力 x ?a 4 壓邊力 x ?a 4 錯誤 錯誤 10 Ep. 20 總計 26 注： 示匯集錯誤 a表示輪流檢測