成形分析：汽车钣金部件

成形分析是对钣金部件冲压成形后的成形状态和表面应变水平进行评估的过程。在成形之前，先用电化学蚀刻或激光在钣金坯料上进行标记，标记方式可以是规则的圆形网格，也可以是点状图案。在成形过程中，圆形或圆点随坯料表面变形，从而将其形状变为椭圆形。成形过程结束后，通过手动或自动测量椭圆的直径来确定最小应变（次应变）和最大应变（主应变）。主应变和次应变的方向描述了局部表面的成形状态。

测量后，将表面应变值与成形极限曲线（FLC，参见下图中的曲线）进行比较。FLC是一种材料参数数据集，用于描述与钣金材料成形状态相关的最大成形性。

应变数据值高于FLC时，表明变形过大，有可能导致钣金失效。如果所有数据点都低于FLC，考虑到一定的安全裕量，成形工艺通常不会产生裂缝部件。

钣金成形分析主要用于汽车行业钣金件的开发过程、工具试制和生产故障排除。
在钣金件的开发过程中，上述成形分析用于验证数值成形模拟，并确定钣金坯料在冲压工具内的过度成形和不必要的流动。此外，还可以确定和评估褶皱和开裂趋势。

在工具试制过程中，成形工具的形状会反复优化，以生产出正确的部件形状。成形分析用于验证成形工艺是否在所选材料的成形极限范围内。

如果在批量生产过程中产生了分拆部件，成形分析有助于了解和解决潜在的生产问题。在生产前，比较拆分部件和主部件的测量结果，可以发现工具磨损和材料问题。

成形分析系统ARGUS支持钣金成形工艺的优化。在进行自动光学成形分析时，根据部件的形状和弧度，在钣金坯料上标注规则的点图案，点与点之间的距离为1 mm、2 mm或3 mm。成形后，使用手持ARGUS相机从不同视角记录钣金部件。在所有获取的图像中，所有点的二维坐标均通过数学计算得出，并利用摄影测量学原理重新计算为三维坐标。