La Optimización de la Disposición de los Puntos de Soldadura en el Parche de la Columna A en el Estampado en Caliente
Autores: Li, Wenfeng; Zhang, Zhiqiang; Jia, Hongjie; Ren, Mingwen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Ahorro de energía
Protección del medio ambiente
Tecnología de estampado en caliente de patchwork
Industria automotriz
Disposición de puntos de soldadura
Calidad de conformado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Con problemas ambientales cada vez más graves, el ahorro de energía y la protección del medio ambiente se han convertido en dos cuestiones importantes que deben resolverse en la industria automotriz. La tecnología de estampado en caliente de parches se puede utilizar para obtener piezas ligeras y de alta resistencia y, por lo tanto, se utiliza cada vez más en la fabricación de piezas de carrocería. Dado que el blank principal y el blank parcheado deben conectarse mediante soldadura por puntos antes de la conformación, la disposición de los puntos de soldadura tiene una gran influencia en la conformabilidad de la pieza. En este estudio, se estableció un modelo de análisis de elementos finitos de acoplamiento térmico-mecánico de blanks de parches del pilar A. Con el grosor del blank parcheado, la distancia entre el punto de soldadura y el contorno externo del blank parcheado, y el número de puntos de soldadura como variables de optimización, junto con la tasa de adelgazamiento máxima y la fuerza máxima del punto de soldadura como objetivos, se analizó la influencia de la disposición de los puntos de soldadura en la calidad de conformación, y se optimizó la disposición de los puntos de soldadura utilizando un diseño compuesto central (CCD), el método de superficie de respuesta (RSM) y el algoritmo genético (GA). Los resultados mostraron que cuando el punto de soldadura inicial se ubicaba cerca del contorno del blank parcheado, el momento de flexión era mayor cuando el punto de soldadura pasaba por la esquina del troquel, lo que llevaba a la ruptura del punto de soldadura o del material base circundante debido a la mayor tasa de adelgazamiento. Cuando el blank parcheado era más grueso que el blank principal, el blank principal se agrietaba durante el proceso de conformación debido a un mayor aumento en la tasa de adelgazamiento. La solución óptima de la disposición de los puntos de soldadura en los blanks de parches del pilar A fue un blank principal de 1.2 mm de grosor, un blank parcheado de 0.8 mm de grosor, una distancia de 29 mm entre el punto de soldadura y la línea de contorno del blank parcheado, y 16 puntos de soldadura. Se realizaron experimentos de estampado en caliente utilizando la disposición optimizada de los puntos de soldadura, y se obtuvieron piezas de alta calidad.
Descripción
Con problemas ambientales cada vez más graves, el ahorro de energía y la protección del medio ambiente se han convertido en dos cuestiones importantes que deben resolverse en la industria automotriz. La tecnología de estampado en caliente de parches se puede utilizar para obtener piezas ligeras y de alta resistencia y, por lo tanto, se utiliza cada vez más en la fabricación de piezas de carrocería. Dado que el blank principal y el blank parcheado deben conectarse mediante soldadura por puntos antes de la conformación, la disposición de los puntos de soldadura tiene una gran influencia en la conformabilidad de la pieza. En este estudio, se estableció un modelo de análisis de elementos finitos de acoplamiento térmico-mecánico de blanks de parches del pilar A. Con el grosor del blank parcheado, la distancia entre el punto de soldadura y el contorno externo del blank parcheado, y el número de puntos de soldadura como variables de optimización, junto con la tasa de adelgazamiento máxima y la fuerza máxima del punto de soldadura como objetivos, se analizó la influencia de la disposición de los puntos de soldadura en la calidad de conformación, y se optimizó la disposición de los puntos de soldadura utilizando un diseño compuesto central (CCD), el método de superficie de respuesta (RSM) y el algoritmo genético (GA). Los resultados mostraron que cuando el punto de soldadura inicial se ubicaba cerca del contorno del blank parcheado, el momento de flexión era mayor cuando el punto de soldadura pasaba por la esquina del troquel, lo que llevaba a la ruptura del punto de soldadura o del material base circundante debido a la mayor tasa de adelgazamiento. Cuando el blank parcheado era más grueso que el blank principal, el blank principal se agrietaba durante el proceso de conformación debido a un mayor aumento en la tasa de adelgazamiento. La solución óptima de la disposición de los puntos de soldadura en los blanks de parches del pilar A fue un blank principal de 1.2 mm de grosor, un blank parcheado de 0.8 mm de grosor, una distancia de 29 mm entre el punto de soldadura y la línea de contorno del blank parcheado, y 16 puntos de soldadura. Se realizaron experimentos de estampado en caliente utilizando la disposición optimizada de los puntos de soldadura, y se obtuvieron piezas de alta calidad.