拼焊板的出现给车身设计和制造带来了革命性的变革,突破了同一车身零件使用相同材料的传统思路。作为拼焊板的一种,点焊拼接板可以将不同规格、材质、尺寸的金属板材通过叠加或拼对的方法焊接在一起形成毛坯,再通过冲压加工就可以获得形状、强度、重量等都得到优化的冲压零件。与其它种类拼焊板相比,点焊拼接板具有效率高、成本低等优点。 本文以车身常用板材构成的点焊拼接板为研究对象,采用试验研究与理论分析相结合的方法,对点焊拼接板的冲压成形性能进行了系统的研究,并与数值模拟结果进行了对比。主要成果和新见解如下: 1.试验表明:点焊拼接板冲压成形时,主要以母材变形为主,焊点变形较小,尤其是焊点熔核部分更难以变形;点焊拼接板在宏观上表现出性能的协调性,焊点只是对双层板的局部变形产生影响,对整体成形影响不大;点焊拼接板的总伸长率低于母材,但拉伸失稳前材料处于均匀伸长阶段的伸长率与母材相当。 2.用应力函数的方法得到焊点附近应力集中的分布情况,并以Swift-Hill屈服准则为判据,确定了单向拉伸时焊点附近产生塑性变形的力能条件。根据单一曲线假设,得到拉伸轴线上各点的应变情况,与有限元模拟结果对比可知,此方法仅适用于小弹塑性变形问题。 3.从理论上分析得到了双层板在弹性阶段和塑性阶段的机械性能参数,并由此绘制出了双层板的理论成形极限图。针对点焊拼接板的特点,首次提出了概率化成形极限图的概念,并结合有限元模拟出的成形件极限应变图,就可以初步进行选材预测,并确定生产的安全裕度。