第41卷第12期 Vol. 41No.12
假压技木
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
冲裁毛刺对疲劳寿命影响的数值仿真分析
罗德洋'，胡朝辉23，廖毅"，余义
2016年12月 Dec.2016
（1．上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545000；2．湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点试验室，
湖南长沙410082；3．广西艾盛创制科技有限公司，广西柳州545000）
摘要：由于冲裁毛刺对疲劳性能具有很大的影响，运用线弹性模型对止动弹策片冲裁毛刺进行数值仿真模拟，提出一种考虑冲载毛刺对疫劳性能影响的疲劳计算方法。通过定量计算毛刺对零件结构几何边界应力的影响程度，得出因冲载毛刺影响而造成的应力集中程度；综合材料应力-寿命曲线与载荷谱，运用疫劳积累损伤理论计算出零件的被劳寿命；在数值仿真分析申中计算出涤加毛刺与未涨加毛刺单元的零件被劳寿命。通过实验对零件的疲劳寿命计算值进行对比分析验证，结果表明：定量考虑冲载毛刺对结构的影响能够提高疲劳寿命的计算精度。
关键词：冲载毛刺；应力集中；疲劳寿命；线弹性模型；疲劳积累损伤理论 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2016. 12. 008
中图分类号：TG386；U465.1
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2016）12-0046-07
Influenceoftheblankingburronfatiguelifebasedon
numerical simulation methods Luo Deyang' , Hu Zhaohui2.>, Liao Yi', Yu Yi'
( 1. SAIC GM Wuling Automobile Co. , Lad. , Liuzhou 545000, China; 2. State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacture for Vehicle Body, Hunan University, Changsha 410082, China ; 3. AISN Innovative Design and Manufacturing
Co. , Lad. , Liuzhou 545000, China)
Abstract : For the blanking bur that influencing the fatigue performance, the burr was numerically simulated by line spring model, and a new calculation method was proposed considering the influence of the blanking burr on fatigue life. Then, the influence of the burr on the geometrie boundary stress of the part stnuxcture was calculated quantitatively, and the stress concentration caused by the burr was obtained. Furthermore, combining the materials stress-life eurve with the load spectrum, the fatigue life of part was caleculated by the damage theory of fatigue aceumulation, and the fatigue life of part with and without adding element bur was calculated in the numerical simulation analy-sis. Finally, the fatigue life calculation was verified by experiment. The result indicates that the calculation precision of fatigue life can be improved by considering the influence of the bur on structure quantitatively
Key words : blanking burr; stress concentration; fatigue life; line spring model; damage theory of fatigue accumulation
疲劳失效是机械零件失效的主要形式，约80% 以上的结构失效为疲劳失效。汽车车身钣金冲压件由于不断承受交变载荷的作用，容易发生疲劳开裂，甚至断裂。因此，对疲劳寿命的预测非常重要。同时，冲裁工艺中钣金零件容易产生冲裁毛刺，影响
收稿日期：20160501；修订日期：20160828
基金项目：湖南省自然科学基金资助项目（13JB003）；广西科技开发计划（桂科重14122002-2)；广西汽车公共服务平台建设项目（20130301）；广西科学研究与技术开发计划项目（15129001）。
作者筒介：罗德洋（1989-），男，颈士 E-mail: deyang, luo@ sgmw. com. cn
通摄作者：患毅（1973-），男，颈士，高级工程师万方婚mlia yiespm.ocemc
零件表面粗糙度、尺寸位置精度并造成应力集中。生产实践表明，冲裁毛刺严重影响零件强度与疲劳性能。为了减小毛刺危害，应该对冲裁件进行去毛刺处理。通常去毛刺工序的工时与成本分别占总零件的5%~10%和20%~40%[3]。由此可知，降低去毛刺工时与成本是降低零件成本的重要途径之_[1-3] 。
采用计算机数值仿真技术能够快速计算结构的疲劳寿命。目前，计算疲劳寿命主要方法为：（1）建立结构有限元模型；（2）计算其单位载荷下的应力、应变场；（3）根据应力分布判断出结构的危险区域；（4）根据结构载荷谱与材料的S-N或E-N 曲线按照疲劳损伤机理计算得到疲劳寿命[4-6]。