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福特采用TriboForm摩擦模型解决铝发罩内板开裂_铝

时间:2019-09-10 22:29 来源:未知 作者:admin

铝道网】AutoForm采访了Ford Otosan的模具工艺主管Cem Bilgili先生,他负责监督新福特全顺车型的首批铝制零件的设计和试模。尽管初始模拟显示零件没问题,但在发罩内板的生产中仍然出现了开裂。这些模拟使用了固定摩擦系数0.12.只有在切换到先进的摩擦模型后,福特才能生成精 确的冲压模拟,正确预测试模中的开裂。

福特在土耳其工厂生产过程中,他们的第 一次模拟并没有表明有任何开裂的风险,铝板件的模拟结果是绿色的。福特全顺是他们*新车型,还没有发布,有问题的部分是发动机罩内外板合件。Cem说:“发罩内板通常用钢制造,而现在我们已经开始使用铝来推进我们的轻量化计划。事实上,这是我们第 一次将铝用于福特全顺车型。福特欧洲和福特北美公司提供了他们在冲压模拟中推荐的摩擦设置方面的一些经验。决定使用0.12的固定摩擦系数,这是工业界常用的值。”

福特采用TriboForm摩擦模型解决铝发罩内板开裂

图1全绿的模拟使用固定摩擦系数(左),试模开裂(右)

Cem继续说道:“工程师使用推荐的摩擦设置进行成型模拟。使用这些设置,我们得到了一个初始绿色模拟结果,其中包括回弹补偿。参见图1左图,从各方面来看,成形似乎是“安全的”。于是我们就进行了模具加工。”

“然而在第 一次试模时,内板却出现了一对意外的开裂。请参见图1中的右图。首先,我们假设它只是一个调试问题,也许问题是由于研合造成的。我们的团队试图通过检查压机上的模具来解决问题。然而,令人沮丧的是,同样的结果持续了三个星期。考虑到我们每天花费大量人力和时间在一个零件上,成本就大幅上升。我们的调试团队根据他们多年积累的经验,做了许多尝试。开裂一直发生在那个地方,直到他们将额外的油加到板料上才起了作用。很明显,摩擦学行为强烈影响了铝板件的成形质量。”

TriboForm的JanHarman Wiebenga先生与我们一起分享了为什么铝对摩擦和润滑如此敏感,他说:“与钢相比,铝相对较软,成型性较低。因此,它对摩擦更加敏感。因为与钢材的处理相比,模具表面可能需要进行不同的处理,需要对模具表面进行额外的抛光或处理。”Cem证实:“确实,在福特,我们大多不在模具上使用废料刀,因为铝比钢更容易出问题。”

Cem继续说道:“在福特,我们已经听说过TriboForm高级摩擦模型的方法和声誉,特别是在摩擦敏感的工艺中,所以我们主动提出要求来尝试一下软件,以便进一步研究这种摩擦和润滑效果。使用TriboForm模型的模拟结果跟试模结果一致,显示出开裂的发生。”(见图2)

福特采用TriboForm摩擦模型解决铝发罩内板开裂

图2使用TriboForm模型的模拟结果(左)跟试模结果(右)一致,显示出开裂的发生

福特采用TriboForm摩擦模型解决铝发罩内板开裂

图3恒定摩擦系数的模拟分析(左)和包含Triboform的模拟分析,不同地方不同时刻摩擦系数是变值(右)

JanHarmen先生详细说明:“你在标准模拟中看到的,摩擦系数为0.12,模具和板材之间的摩擦系数在整个表面上是恒定的。(见图3左图)这根本不现实。如果你看一下图3中的右图,你会看到使用TriboForm插件时的可变摩擦系数,现在摩擦在零件的所有区域都真实地发生变化。在几何拉延筋中,你可以清楚地看到相对较高的压力对摩擦性能的影响。另外,通过拉延筋观察材料的相对滑动速度,可以看出摩擦行为的减少。在发生开裂的区域,由于局部较低的压力和滑动速度,摩擦系数相对较高。事实上,零件的这个区域的局部拉伸主要是靠材料的流入来控制,因此拉延筋是主要影响因素。”

Cem补充说:“在福特看到的摩擦结果令我们非常惊讶,因为我们总是将固定摩擦系数值设定在0.12和0.15之间。当看到板料表面上不同的摩擦值时,我们立即知道了开裂的原因。我们吸取此次教训,意识到需要购买TriboForm软件,特别是考虑到我们增加铝板的使用划。”

福特采用TriboForm摩擦模型解决铝发罩内板开裂

图4基于新的模拟第二条拉延筋被去掉

Cem说:“通过改进冲压模拟,增加了TriboForm插件,我们现在可以对开裂问题进行逆向工程。(见图2)。我们意识到解决问题的*快方法是去除第二个拉延筋(如图4所示)。我们将此修改应用于模具并重新调试。正如您在图4中看到的那样,该零件完美无缺。”