【技术帖】车门内板全型⾯回弹补偿与控制
摘要：以某车门内板为研究对象，在⼯艺设计阶段引⼊稳健性分析技术，保证CAE分析结果的
可靠性和稳定性。同时对回弹进⾏稳健性分析预测，制定回弹补偿策略，利⽤回弹补偿技术完
成模具的全型⾯补偿，成功有效地控制了车门内板回弹，为覆盖件内板零件成形⼯艺及模具结
构设计提供参考依据。
关键词：门内板 稳健性 回弹补偿 CAE分析
1、前⾔
回弹是板料冲压⼯艺中较难克服的成形缺陷之⼀，严重影响着零件的质量和尺⼨精度，极⼤降
低了零件质量和⽣产效率，是汽车制造业中亟待解决的关键问题。回弹的精确预测与补偿⼀直
是板料冲压成形领域的重点和难点问题。随着CAE技术的发展以及对板料成形领域认识的进
步，回弹预测与补偿如今已成为模具⾏业的发展趋势。
本⽂主要从某车门内板的冲压⼯艺设计⽅⾯⼊⼿，结合数值模拟仿真技术，对该零件全⼯序成
形及回弹过程进⾏了模拟分析。同时对模具进⾏全型⾯补偿，有效控制了零件回弹，积累了汽
车覆盖件回弹问题解决⽅法的宝贵经验，为解决此类问题提供了很好的参考作⽤。
2、零件的⼯艺性分析
图1所⽰为某车门内板结构⽰意，该零件形状复杂，成形深度较⼤，局部特征形状多，是⾮常典
型的汽车覆盖件，回弹是保证该零件成形精度的难点之⼀。
图1 门内板结构⽰意
⼯艺设计时考虑将零件法兰作为压料⾯的⼀部分，分模线分在零件侧壁下圆⾓处。⽽A、B两处
由于形状较深，与相邻法兰⾼差较⼤，拉延易出现开裂，因此A、B两处考虑采⽤⼆次拉延进⾏
成形。
通过对该零件的特点和冲压成形过程中可能出现的缺陷进⾏分析评估，合理的进⾏⼯艺规划，
该车门内板冲压⼯艺采⽤左右对拼成形，总共5道⼯序完成，拉延—⼆次拉延、切边整形—切
边、冲孔—切边、冲孔、侧冲孔、翻边、整形—翻孔、分离、侧冲孔。
3、零件的稳健性分析
3.1 零件初始成形数值模拟分析
该车门内板采⽤的是攀钢的DC05材料，板料厚度为0.8mm，根据钢⼚提供的材料参数并进⾏坯
料性能的重新测试，其材料性能参数如表1所⽰。
回弹简化计算公式
回弹是物体在碰撞后恢复原状的能力，是一个重要的物理现象。在实际生活中，我们经常会遇到回弹的情况，比如篮球弹起、弹簧的伸缩等。为了更好地理解回弹现象，科学家们提出了回弹简化计算公式，用来计算物体在碰撞后的回弹情况。
回弹简化计算公式是根据能量守恒和动量守恒原理推导出来的。在碰撞中，能量守恒意味着碰撞前后物体的总能量保持不变，动量守恒意味着碰撞前后物体的总动量保持不变。根据这两个原理，可以推导出回弹简化计算公式。
回弹简化计算公式的一般形式为：
e = (v2 v1) / (u1 u2)。
其中，e表示回弹系数，v1和v2分别表示碰撞前后物体的速度，u1和u2分别表示碰撞前后物体的速度。
在实际应用中，回弹系数e的取值范围为0到1之间。当e=0时，表示完全非弹性碰撞，物体在碰撞后停止运动；当e=1时，表示完全弹性碰撞，物体在碰撞后以相同的速度反弹。在实际情况中，回弹系数e的取值通常介于0和1之间，表示物体在碰撞后的部分能量损失或部分能量保持不变。
回弹简化计算公式的推导过程比较复杂，需要用到动能和动量的概念，以及一些高等数学知识。但是，在实际应用中，我们可以通过简化计算公式来计算物体在碰撞后的回弹情况。下面我们通过一个简单的例子来说明回弹简化计算公式的应用。
假设有两个物体A和B，它们的质量分别为m1和m2，速度分别为v1和v2。物体A和B发生碰撞后，它们的速度分别变为u1和u2。我们可以通过回弹简化计算公式来计算回弹系数e，进而得到物体在碰撞后的回弹情况。
首先，我们需要计算碰撞前后物体的动能和动量。碰撞前物体A和B的总动能为： E1 = 0.5 m1 v1^2 + 0.5 m2 v2^2。
碰撞后物体A和B的总动能为：
E2 = 0.5 m1 u1^2 + 0.5 m2 u2^2。
根据能量守恒原理，碰撞前后物体的总动能保持不变，即E1 = E2。将上面的两个式子相等，可以得到：
【模具知识】冲压模具回弹及其回弹计算公式
回弹，设计师都会遇到，而且无法避免，只能想办法补偿或者降低影响。那什么是回弹呢？
金属材料在塑性弯曲时总是伴随著弹性变形，因此当弯矩去掉之后，弯曲件的弯曲半径变得与模具尺寸不一致，这种现象称为回弹。而回弹的大小通常用角度回弹量∆a和曲率回弹量∆q来表示。
一.影响回弹的因素：
1.材料的力学性能:回弹角的大小与材料的屈服点S与a正比,与弹性模数E成反比.
2.相对弯曲半径r/t愈大,则表示变形程度愈小,回弹愈大.
3.弯曲中心角a:a愈大,则∆a愈大
4.弯曲方式,校正弯曲的回弹角小于自由弯曲的回弹角.
5.制件形状:u形状回弹角小于v形件,复杂的弯曲件, 一次弯曲成形,弯角数量越多,回弹量就越小. 6.模具间隙:u形弯曲模的凸.凹每侧间隙z/h越大,则回弹与越大,z/2
二.回弹的计算
由于影响回弹角的因素较多,因此要在理输上计算回弹角是有困难的,在模具设计时
通常按实验总结的数据不修正,或经试衝后再修正.
(一).当r/t<5时,直接放角度回弹即可不必缩R角.
1).当t≤0.3,⍬=90º时,如图所示,分两次折弯且第一次折弯时,折弯点外移0.1~0.2
2).当t>0.3, ⍬=90º时,所图所示,分两次折弯,第一次折弯时,折弯点不用外移
3). ⍬=90º时,一般一次成形,根据材质,料厚的不同,提供以下数据供参考.
(4)U二)U当R/t≥5时,曲率回弹量比较大,需缩R角,其计算公式见R角回弹计算设计规范,
在模具设计时,弯曲凸模圆角半径,R一般要比计算值R凸小,然后再加一步整形即可.
产品回弹比较复杂，即使是相同材质的情况下，自身材料不同厚度、折弯角度、折弯内R都会对回弹产生很大影响。不同材质就更不用说了。
因此，回弹并非一个公式即可完全解决，需要我们在理论的基础上进行实践调试，以得到最终合格产品。
一、前言
经济全球化的今天，汽车行业的国际竞争日益激烈，近年来各大汽车厂商频频降价，利润日趋单薄。07年以来，金融风暴袭卷全球，国际汽车行业也遭受重创，尽管国内的汽车市场仍在逆市中保持着强劲的增长势头，但新一轮的优胜劣汰仍不可避免。
这对于国内的汽车厂商来说，是机遇，也是挑战。要想在复杂多变的经济形势中取胜，汽车厂商必须不断缩短产品上市周期，并不断推出新产品，同时，市场还要求汽车低消耗、更加轻便安全。这就驱动了汽车制造厂商对于高强度钢、铝合金及复杂合成材料的使用。
随着新材料的应用，回弹现象便成为板料成形过程中常见的缺陷，严重影响了模具设计的正确性和准确性，回弹使按照零件的理论形状设计制造出的模具生产出的零件不符合零件设计的要求。因此，要想得到符合零件设计要求的形状，就必须改变模具型面的形状，而模具型面的修改有如下的一些问题：
传统的模具设计补偿方法是在模具车间现场试模实施，通过人工手动修模实现的，修改模具型面的次数较多，增加了模具的试模次数，模具的设计与制造周期长。
采用CAD软件来手工修改模具的型面，修改过程是一个费时的、落后的回弹补偿方法，并且修改后的模型曲面质量不好。
工程师通过优化FEA步骤，获得尽可能准确的板料成型和回弹结果。但是
FEA工作和CAD模具设计工作是独立的，需要客户花费大量的时间和精力把结果反馈到模具设计的型面修改设计中去。
ThinkDesign早在1979年就在欧洲诞生了，历经近三十年的发展，它已经帮助全球上万家企业解决了设计生产中存在的问题，提高了工作效率。本文以ThinkDesign软件的GSM功能和专业的回弹补偿模块TD Compensator为基础，来说明如何轻松解决模具型面的修改问题。
二、 使用GSM功能修改模具型面
全局形状建模技术（Global Shape Modeling，简称GSM）。GSM为工程师提供了一种简单易用、极具创新的高级建模方式！它是目前唯一的快速创建和修改的工具，用户在设计的任何阶段都可以迅速准确的进行设计修改，而不必重新建模。
