一、引言
汽车覆盖件是组成汽车车身的薄板冲压件，具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大、表面质量要求高及生产成本高等特点。形状较复杂的冲压件要经过多道工序才能完成，但是覆盖件的质量好坏在很大程度上受拉延模质量的控制，因此拉延件的设计是冲出高品质冲压件的关键。如何迅速而准确地预测整个冲压成形过程可能出现的起皱、开裂以及不合要求的回弹等缺陷并确定其中的一些重要冲压参数，成为冲压技术发展的瓶颈问题。随着板料成形有限元理论的完善、计算机技术的迅速发展、对冲压过程认识的深入了解，以及板料成形有限元模拟技术的日趋成熟，使得模拟冲压成形过程成为可能，并日益成为推动冲压模具工业乃至汽车工业发展的关键技术。
本文以汽车左侧围内板为例，依据其结构特点判断材料的流动方式，利用UG软件作合理的工艺补充，借助冲压仿真软件AUTOFORM进行成形过程的模拟，获得了合理的拉延工艺参数，并用于指导生产。
二、汽车左侧围内板拉延工艺分析
图1所示为汽车左侧围内板零件图，材料为ST14，料厚1mm。从图1可以看出，该零件结构复杂，需要经过多道工序才能完成，如拉延、修边冲孔、斜楔冲孔以及翻边，这里主要侧重拉延件的设计。
图1汽车左侧围内板零件图
该零件结构复杂，局部成形较多，是弯曲、拉延和胀形复合的结果。在拉延过程中，零件中部的三个大孔是整个面中拉深深度变化最大的，因而也是较危险的部位。为了保证材料能够顺利的流入，压料面沿零件四周的变化趋势顺延成曲面。由于零件四周的曲率变化不大，压料面没有出现急剧台阶转化现象，使得拉延深度趋于均匀。
为了提高材料的变形程度，在零件周围布置了一整圈的拉延筋。本次模拟采用的拉延筋为半圆形，拉延筋的深度为8mm，宽度为19mm。图2为工艺补充完成的拉延件。
图2零件的工艺补充图
三、模拟过程与结果
1、有限元模拟的理论方法
汽车覆盖件冲压模拟所采用的有限元方法是大变形弹塑性有限元法，是在弹塑性有限元基础之上，采用Hill有限变形理论和Lagrange描述，由虚功原理导出速率平衡方程而建立的。
数值模拟采用的求解方法主要有静态隐式算法和动态显式算法。静态隐式算法是对于大多数板料成形过程中成形速度小于1m/s，假设整个过程均处于类似平衡状态，由虚功原理建立1个高阶非线性方程组，采用牛顿2拉费森迭代计算求解方程组。其优点是计算精度高，但在每一增量步中都需形成大型刚度矩阵，计算量大，时间长，适用于较简单成形分析[1]。本文选用的冲压分析软件AUTOFROM采用的即为静态隐式算法。
2、汽车左侧围内板动态冲压仿真
冲压仿真选用的材料为ST14，厚度1mm，板坯尺寸为1700mm×1300mm，摩擦系数为0.15，压边力初定为1400kN。材料模型为各向异性弹塑性材料模型，其他力学性能参数如表1所示。
表1ST14材料的力学性能参数表
将做好工艺补充的CAD模型从UG以IGES格式导出，再导入AUTOFROM，进行网格划分得到如图3所示的有限元网格模型。
图3有限元网格模型
模拟结果如图4所示，由图可以看出零件拉延比较充分，起皱也较少，但在零件A、B、C三处的圆角部及周边却有多处严重破裂。
图4模拟结果
三、模拟结果分析及改进
1、模拟方案的
