近年来，普遍使用铝合金代替传统钢材冲压得到汽车覆盖件和仪表盘，可以使整车重量 减少 10%，是实现汽车轻量化的有效措施。此外，铝合金冲压件表面成形质量好，耐腐蚀性 强，对于顶盖类内覆盖件，无需涂装工序，降低了生产成本。然而，铝合金局部伸长率低， 各向异性系数小（r<1.0），弹性模量只有钢的 1/3，冲压成形性能较差，与钢板冲压相比，成 形中材料流动更难控制，更易出现起皱、破裂、回弹等缺陷[4]，这严重制约着铝合金在冲压 成形中的应用，阻碍着汽车轻量化的发展。因此，铝合金冲压成形的研究迫在眉睫。

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容和目标

本课题选取了铝合金不规则盒形件作为研究对象，通过对不同模具参数、拉延筋参数、 压边力、润滑等进行仿真试验，寻找合适的参数组合，探讨铝合金不规则盒形件拉深成形中 工艺设计的方法。

本文对铝合金不规则盒形件拉深成形的研究应达到以下目标：

(1) 借助 CAD 软件（Pro/E 三维建模软件）完成板料、模具、压边圈的 CAD 建模；借助 板料成形模拟 CAE 软件 Dynaform，建立铝合金不规则盒形件有限元模型并对其拉深成形进

行有限元仿真。

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(2) 研究铝合金不规则盒形件拉深成形的基本特点及缺陷，总结影响铝合金不规则盒形件 拉深成形的主要因素。

(3) 借助 Dynaform 软件，对影响铝合金不规则盒形件拉深成形的主要因素进行单因素模 拟仿真。通过仿真结果的分析，初步判断各因素对铝合金不规则盒形件成形的影响。

(4)  利用正交试验法，优化铝合金不规则盒形件拉深成形的工艺，得出最优参数水平组合。论文网

1.4 本文组织结构

本文各章内容安排如下：

第一章 简要介绍本课题的研究背景，分析了国内外对铝合金冲压的研究现状，确定了本 课题的研究内容和目标，阐述了本文的内容安排。

第二章 分析铝合金不规则盒形件拉深成形的特点，以及成形中的主要缺陷与造成缺陷的 因素，并提出了防止这些缺陷产生的大致可行措施。

第三章 建立铝合金不规则盒形件有限元模型，借助 Dynaform 软件完成铝合金不规则盒 形件拉深成形的模拟仿真。

第四章 利用 Dynaform 对影响铝合金不规则盒形件拉深成形的主要因素，进行有限元仿 真分析。总结各因素对成形的影响规律，确定这些因素在铝合金不规则盒形件拉深成形中的 合适值域，为多因素正交试验因素水平的确定提供取值依据。

第五章 对影响铝合金不规则盒形件拉深成形的主要因素，采取多因素正交试验的方法， 确定最优的参数水平组合，得出了铝合金不规则盒形件拉深的最优成形方案。

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2 铝合金不规则盒形件拉深成形的理论分析

2.1 铝合金不规则盒形件拉深的变形特点

板料的拉深成形是一种非常复杂、多重非线性的力学过程[9]。本课题研究的铝合金盒形件 外形非对称，因而拉深成形过程中的变形特点与材料流动更为复杂。对铝合金不规则盒形件 拉深的变形特点研究，是分析拉深缺陷以及优化铝合金不规则盒形件拉深方案的理论基础和 重要参考。

2.1.1 盒形件拉深成形中的应力分析