异质滚合结构固化变形预测及曲面重构预补偿方法

作者：李建军; 朱文峰^*; 孙海涛; 李元辉; 王顺超

来源：上海交通大学学报, 2022, 56(07): 965-976.

DOI：10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.225

• 异质滚合结构
• 固化变形
• 多物理场
• 几何补偿
• 曲面重构

异质材料结构兼具成本和性能优势，是新一代车身门盖件轻量化的重要手段.但板材物理特性差异和胶材料属性的复杂变化，易导致结构固化失配变形.为消除结构变形，提出变形预测与曲面重构预补偿方法.构建循环温度载荷下的热-化学-结构耦合场预测模型，考虑折边胶在全固化周期内材料特性转变的影响，包括固化度、化学缩变和应力松弛.以典型铝/钢薄板曲边滚合结构为研究对象，仿真分析多物理场固化过程，对铝合金外板变形量进行预测，并利用非接触式数字图像相关法测量实验进行验证.对固化变形进行几何补偿，对比分析约束方向、连线方向和法线方向补偿的效率，并实验验证方法的可靠性.研究表明：与传统黏弹性模型相比，构建的多物理场耦合模型能够更准确地反映异质滚合结构高温固化变形；基于非均匀有理B样条曲面重构的几何补偿法能够有效降低结构固化变形；法线方向补偿法的效率更高.研究结果为新一代异质车身门盖件制造精度的提升和工艺优化提供了重要参考.

• 单位
  上汽大众汽车有限公司; 同济大学