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面畸变、起皱和鼓包是汽车覆盖件冲压成形中的常见表面质量问题,影响汽车的外观,降低美感。冲压中的面畸变主要是材料起皱和回弹所导致的。冲压中的面畸变等问题主要是材料起皱和回弹所导致的。起皱试验一般采用YOSHIDA方板拉伸试验,在这种试验条件下,板料受到的是拉压应力。本研究主要关注材料处于双向压应力状态下下冲压件的面畸变问题,从理论、试验和仿真三个方面对面畸变问题开展了研究工作。具体的研究内容如下:(1)从能量法出发,建立了矩形板双向受压状态下的力学模型和数学模型,得到了面畸变及鼓包的理论计算方法,并用matlab程序计算了矩形板双向受压状态下板料各个性能参数对面畸变大小和面畸变临界应力的影响。(2)针对十字件和类十字件双轴压缩实验的特点,设计了十字件和类十字件双轴压缩的专用夹具。以夹具中央区域圆孔直径大小、试件不同厚度、试件不同材料、试件不同尺寸大小以及不同压缩量为变量对十字件和类十字件进行了双轴压缩试验,成功实验并观察到了十字件和类十字件处于双向压应力状态下的变形行为,并用测量装置测量了方板双向压缩后的变形高度。对各试验结果进行了分析处理,得到了各试验因素对面畸变和鼓包的影响关系。(3)通过仿真结果对十字件和类十字件中央区域上表面应力状态、中间层应力状态、下表面应力状态的分析,模拟研究了3号类十字件两轴对角压缩试验中方板中央区域在压缩过程中的变形行为,结果表明方板中央区域的变形状态大致分为面内变形阶段、微小面外变形阶段、由微小面外变形阶段向明显面外变形阶段过渡阶段、明显面外变形阶段四个阶段。(4)通过有限元仿真,建立了类十字件双轴双向压缩的仿真模型,系统地对各影响因素作了定量研究。得出了各材料参数对面畸变及鼓包影响的显著性水平依次为强度系数K、试件厚度t、硬化指数n、弹性模量E和屈服极限σs。定量分析了夹具圆孔直径大小、试件与夹具的间隙大小、试件与夹具之间的摩擦系数大小和试件尺寸等各影响因素对面畸变及鼓包的影响程度。上面研究中开发了一套双向压缩试验夹具,为深入研究薄板双向压力作用下的变形行为方面提供了试验可能,采用这种试验装置可对薄板冲压成形做更深入的研究。对定量研究面畸变、起皱和鼓包具有重要意义。