【編者按】汽車A級曲面的定義巨均，以車門外板沖壓成形為例，介紹了運用PAMSTAMP-2G軟件進行汽車外覆蓋件A級曲面回彈變形的分析方法。通過有限元分析方法流礁，在產(chǎn)品設計階段準確預判A級曲面變形的位置，通過設計優(yōu)化來提高車型的外觀質量罗丰。

目前神帅，世界汽車工業(yè)正在發(fā)生天翻地覆的變化，以歐惶芒、美及日為代表的傳統(tǒng)市場燎匪，已經(jīng)進入加速恢復階段，而以“金磚四國”（巴西赠搓、俄羅斯购畴、印度和中國）為代表的新興市場的崛起，正在改變?nèi)蚱嚠a(chǎn)業(yè)與市場的格局验沮，正與老牌傳統(tǒng)的汽車生產(chǎn)廠商展開角逐铣才。各汽車公司為了迅速占領汽車市場，不斷地推出性能良好牡增、價格適中及乘座舒適的汽車產(chǎn)品旱樊，以滿足汽車用戶的要求。而車身是汽車產(chǎn)品的外衣柑耙，它不僅影響著汽車的外觀質量述茂，而且也影響到汽車的乘座舒適性能搂瓣。

汽車覆蓋件主要缺陷有起皺、破裂和回彈雇寇∏庥担回彈現(xiàn)象主要表現(xiàn)為整體卸載回彈、切邊回彈和局部卸載回彈锨侯。當回彈量超過允許公差后嫩海，就成為成形缺陷，影響零件的幾何精度囚痴。而汽車A面區(qū)域的回彈使得外觀質量大打折扣叁怪。通過改善沖壓工藝雖然可以在一定程度上減小回彈,但無法從根本上消除。因此深滚，在設計階段準確地預判汽車外覆蓋件A面區(qū)域的回彈變形并采取預防措施就非常重要奕谭。

A級曲面介紹

A級曲面（Class A Surface）是那些在產(chǎn)品中可見的有特定物理意義的曲面。A級曲面首先用于汽車成箫，并在消費類產(chǎn)品中漸增展箱，它也是美學的需要。

在汽車制造企業(yè)有這樣的分類法：對于車身來說蹬昌，A面一般指車身外表可見件及內(nèi)飾可見件混驰，如頂蓋、發(fā)動機罩外板皂贩、翼子板捣柿、保險杠及內(nèi)飾儀表板等部件；B面是指車門內(nèi)板及地板等大型不可見件拘挡；C面主要是結構件疚都，如支架等不可見件。

如圖1的兩個曲面相接掌社，視邊界連接將會有以下G0哥笤、G1和G2三種情況：

1. G0曲線（面）上存在尖點（折斷點），在它的兩邊簇茉，斜率和曲率都有跳躍协悼，這種曲線（曲面）只是共同相接于同一邊界。用斑馬線檢測哈寂，連接處的斑馬線是斷開的（見圖2）残昔；

2. G1曲線（面）上存在切點，在它的兩邊佑茴，斜率是相同的物即，但曲率有跳躍。這種曲線（曲面）光滑键闺，也就是一階導數(shù)相同寿烟，這種曲面共同相切于同一邊界澈驼，斜率為連續(xù)（曲率不一定連續(xù)）。用斑馬線檢測韧衣，連接處的斑馬線是連接的盅藻，但是尖角過渡（見圖3）；

3. G2曲線（面）上的各個點的曲率都是連續(xù)變化的畅铭，在共同相接的邊界曲率相同，也就是二階導數(shù)相同勃蜘。用斑馬線檢測硕噩，連接處的斑馬線是連接的，而且是圓滑過渡（見圖4）缭贡；

事實上炉擅，切連續(xù)的點連續(xù)能滿足大部分基礎工業(yè)（航空和航天、造船業(yè)及BIW等）阳惹〉В基于這些應用，通常并無曲率連續(xù)的需要琢播。

A面標準屬于汽車企業(yè)的核心技術铝比，體現(xiàn)了一個企業(yè)的設計水準和風格。歐系和日系企業(yè)茄颈、專業(yè)的設計公司和配件模塊供應商的A面標準都是比較高的穷筒，都有很嚴格的A面標準。

預測覆蓋件A面變形的方法

我們以某車型車門外板為例去柿，運用PAMSTAMP-2G軟件闡述預測汽車覆蓋件A面變形的方法弦撤。

在應用板料成形有限元仿真分析軟件進行覆蓋件沖壓仿真的過程中，主要包括3個基本部分幅裳，即建立設計工藝模面鼠基、沖壓成形仿真及分析計算結果。對于汽車外覆蓋件來說铆寓，第一序的拉延成形工序尤為重要假怔，拉延工序的成形效果將決定最終的零件外觀質量，拉延工序件的回彈變形在后續(xù)成形過程中難以消除虱怖。

在此坠天，我們將對車門外板（見圖5）的拉延工序進行仿真，然后進行拉延后的回彈計算座咆，最后對回彈結果進行分析和研究痢艺。

1.拉延工藝模面的設計

通過相關三維CAD 軟件（如CATIA V5）完成拉延工序數(shù)學模型（見圖6）的設計，將其轉化為通用數(shù)據(jù)格式（此例我們轉換為IGES）將曲面數(shù)據(jù)和拉延筋特征讀入PAMSTAMP-2G介陶，再進行網(wǎng)格劃分堤舒。

2.沖壓成形仿真過程

車門外板的材料為B180H1色建，材料厚度0.7mm，拉延成形過程分為重力階段舌缤、閉合階段及拉延階段3個子過程箕戳，每個子過程的板料成形狀態(tài)如圖7、圖8和圖9所示国撵。

3.回彈變形仿真過程

預測A面變形的關鍵步驟是在PAM中進行回彈的計算陵吸，在沖壓完畢之后，板料因為內(nèi)部應力分布不均以及存在彈性變形的原因介牙，形狀會發(fā)生一定的變化壮虫，對最終成形質量有著很大的影響』反。回彈屬性設定過程如下：

（1）定義板料細化屬性為“1”囚似；

（2）定義板料回彈屬性為“Implicit”；

（3）剛體位移限定對象創(chuàng)建岗翔，因為回彈計算使用的是隱式計算幌蹈，因此，一次要盡可能避免在計算中變形體發(fā)生不必要的剛性平移或轉動蹲鱼。為此转迷，通過定義變形體上的3個點，共6個位移自由度翻妆，以盡可能地避免上述情況的發(fā)生（見圖10）卓邓。

4.沖壓成形回彈的檢測

常用的曲面品質評價方法有反射線法（Reflection Lines）、等照度線法（Isophote）及高光線法（Highlight Lines）等践拐。PAM軟件也提供了多種檢測曲面質量的工具铁蒋，如掃描線檢測、高光測試和油石測試方法等鹿逞。

在此魏刘，我們運用PAM中的“Analysis”→“Result Analysis”→“Surface Analysis”工具對成形狀態(tài)和回彈后的狀態(tài)進行檢查和對比，對比結果如圖11乙淡、圖12所示绊含。

通過分析結果和實際狀態(tài)（見圖13）對比，PAM軟件準確地判斷出了車門外板的回彈變形風險炊汹。

結語

汽車覆蓋件設計階段預測它的沖壓成形回彈狀態(tài)是非常關鍵的工作躬充。由于回彈是成形的最后一步，成形過程模擬中產(chǎn)生的任何誤差都會積累到回彈計算階段讨便，因此充甚，回彈模擬結果的準確性很大程度上取決于成形過程的模擬精度。PAM軟件提供了沖壓成形整個過程的分析手段霸褒，可以比較準確地預測沖壓成形的回彈變形伴找，通過設計優(yōu)化將回彈變形控制在公差范圍之內(nèi)盈蛮，大大減少了整車的開發(fā)成本。

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