臺灣博碩士論文加值系統

由於環保與省油的需求，汽車產業使用了鋁、鎂合金等輕金屬來取代傳統的鋼板達到輕量化的目的，其中鋁合金為大宗，但是鋁合金的成形性與傳統鋼板有極大的差異，除了材料降伏強度不同之外，模具造型也會產生受力不平均的狀況，造成成形困難並產生難以預測的回彈情況，如果以試誤法於開發階段進行試模、修模會增加許多開發時程及成本，為改善上述狀況，本研究與汽車板件開發公司-鍾慶科技開發股份有限公司合作，進行鋁合金葉子板展開引伸成形性研究。研究中使用CAE軟體PAM-STAMP進行葉子板之成形性模擬分析，依據結果針對成形缺陷部分調整壓料力與素材大小等參數改善引伸成形性，並結合CAD軟體CATIA進行模面修正，除了調整阻力線及拆模線圓角半徑等模面幾何參數外，並依照分析結果不斷修正成形參數，以改善板料破裂及皺摺等缺陷。同時進行板料應變分析、塑性流動變形分析與成形極限分析，了解應力與應變的情形，並探討降低回彈的可能性，研究結果顯示壓料力為450kN，拆模線圓角半徑為12mm，阻力線圓角半徑為7mm，可獲得最佳成形性；並使用現場實際試模的結果與CAE軟體修正後回彈量比對後，發現試模的結果還有2.5mm的回彈量，而分析結果可達到0.18mm的回彈量，證實CAE更為有效達到原廠設計所需的回彈量。關於引伸工程所造成的回彈分析，使用PAM-STAMP的最佳化功能進行模面的補正並在不斷嘗試後，原本向上回彈量4.02mm，降為向上彈0.3mm，並比對使用補償前後對板料所造成的影響，以了解回彈的狀況後，進行修改參數，以達到符合公差標準，此分析方法比傳統方式可有效縮短模面設計的時程，並減少試誤法造成材料及成本上的浪費。

Due to the demand of environmental protection and fuel economy, reducing weight of vehicles was a major goal of the automobile industry. The use of lightweight material such as aluminum, magnesium to replace the traditional steel was an efficiency way to reach this target. However, low formability and unpredictable spring-back condition of aluminum alloy resultant the difficulty in practical applications. In addition, relatively less die developing experience for aluminum alloys caused high developing cost and time. In order to avoid the above situation, this study cooperated with Cobra King Industry Co., Ltd. to study the formability of aluminum alloy fender panel. In this study, the CAE software PAM-STAMP was used to analyze the formability of the aluminum alloy fender panel. Then, based on the simulation results, optimize the formability. The forming parameters were adjusted to improve the defects such as sheet cracking and wrinkle, and to achieve a perfect die face. The analysis of internal strain, plastic flow deformation and forming limit are also used to understand the forming conditions. The die face was modified according to the simulation results, and the sheet material was modified to fully extend and reduce the spring-back condition. Results show that the optimize formability can be achieved in the condition of the pressing force is 450kN, die removal line radius is 12mm, bead radius is 7mm. Regarding to the reliability, the results were compared with the CAE software by using field trials to confirm the correctness of the CAE.
After the defects of the formed sheet are improved, the PAM-STAMP optimization function was used to modify the die surface to reduce the spring-back. The original upward spring-back amount was 4.02mm, which was reduced to 0.3mm upward and the effect on the sheet before and after compensation was used to understand the rebound condition, and the material was modified to meet the tolerance standard. This analysis method is more effective than the conventional method in shortening the time course of the die face design and reducing the waste of material and cost caused by trial and error.

摘要......i
Abstract......ii
誌謝......iv
目錄......v
表目錄......vii
圖目錄......viii
符號說明......x
第一章 緒論......1
1.1 前言......1
1.2 研究動機與目的......2
1.3研究方法與步驟......2
1.4 文獻回顧......4
1.4.1引伸成形......4
1.4.2 彎曲成形與回彈補正......5
1.5論文架構......6
第二章 理論基礎......7
2.1引伸原理......7
2.1.1引伸力與壓料力......7
2.1.2成形極限......8
2.1.3成形極限曲線(FLD)......9
2.2有限元素分析......10
2.3彎曲成形原理......11
2.3.1最小彎曲半徑......12
2.4回彈補正......12
2.4.1 PAM-STAMP內建回彈計算......15
第三章 研究方法......17
3.1 CATIA軟體介紹......17
3.2 PAM-STAMP軟體介紹......18
3.3模具製作......20
3.3.1模具試模......21
3.3.2各道次模具介紹......24
3.4葉子板製程規劃......27
第四章 結果與討論......30
4.1素材尺寸參數對引伸成形工程的影響......30
4.1.1素材尺寸設定......30
4.2模具參數對引伸成形工程的影響......33
4.2.1阻力線圓角半徑對素材影響......33
4.2.2拆模線圓角半徑對素材影響......35
4.3機台參數對引伸成形工程的影響......37
4.3.1壓料力對素材影響......37
4.4引伸後補正回彈......39
4.4.1 PAM-STAMP補償原理......39
4.4.2 模面修正比較......40
4.4.3補正後素材差異......44
4.4.4補正後素材與樣板件比對......50
第五章 結論與未來展望......52
5.1結論......52
5.2未來展望......53
參考文獻......54
Extended Abstract......56

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