刚度是车身冲压件的关键使用性能之一，是冲压件在弹性范围内抵抗外力载荷的能力，而刚度不足不仅会造成产品形状精度不良，装配后易变形，而且会使汽车在行驶过程中产生噪声，降低乘坐的舒适性。目前，在国内通常用手感定性地评价冲压件的刚度，如何科学评价汽车冲压件的刚度成为汽车轻量化的发展趋势。

刚度技术原理    

根据定义，刚度的数学表达式为

式中 P——作用于部件上的外力；X——部件变形量。

汽车覆盖件的刚度技术原理是将样件放在试验平台上，选择好样件测试点，通过试验机压头对样件测试点加载载荷，样件在测试压力作用下会产生一定程度的挠曲变形，然后通过准确采集加载过程中每个点的载荷和位移，在弹性范围内进行二次拟合，得到一条曲线，即覆盖件的刚度曲线。

刚度实验

刚度实验是在抗凹性试验机上进行的，抗凹性试验材料为方形板料，材料规格为330 mm×330 mm,材料种类和材料参数见表1。

刚度实验分为单次加载实验和增量加载实验，其中，单次加载实验步骤为：

①将试样用试样机的夹具固定，调整试验机的压子下压方向，使之与试样中心的法线重合，控制压头并逐渐靠近试样至测量点表面约1 mm的位置；②设置单次加载程序，最大目标载荷为400 N，加载速度均为10 mm/min；③启动单次加载程序，自动运行，观察力、位移传感器数据及其实时同步曲线；④加载—卸载过程完成后，保存试验数据。单次加载曲线如图1所示。

增量加载实验步骤为:

①将试样用试样机的夹具固定，调整试验机的压子下压方向，使之与试样中心的法线重合，控制压头并逐渐靠近试样至测量点表面约1 mm的位置；②设置增量加载各阶段载荷值（依次为50 N、5 N、100 N、5 N、150 N、5 N、200 N、5 N、250 N、5 N），加载速度和卸载速度分别为5 mm/min和20 mm/min；③启动增量加载程序，程序运行中，观察力、位移传感器数据及其实时同步曲线；④增量法加载—卸载过程完成后，保存试验数据。增量加载曲线如图2所示。

刚度实验结果

按上述单次加载实验步骤，对相同厚度即厚度为0.7 mm不同牌号的材料进行抗凹性实验，单次加载载荷为400 N，实验对比结果如图3和图4所示。

按上述增量加载实验步骤，对相同厚度不同牌号的材料进行增量加载抗凹性实验，实验对比结果如图5和图6所示。

按上述实验步骤，对相同牌号不同厚度的材料进行抗凹性实验，相同牌号即材料牌号为DC06，不同厚度分别为0.7 mm、0.8 mm、1.0 mm的材料，实验分别设置为单次加载和增量加载，对比实验如图7和图8所示。

刚度实验结果分析

1）在相同载荷条件下，相同厚度的DC04、DC06、M170P1三种材料中，DC06材料的变形量和残余变形量最大，其次为DC04，M170P1材料的变形量和残余变形量最小。

2）在相同载荷条件下，相同厚度的DC04、DC06、M170P1三种材料中，DC04、DC06两者的刚度相差不大，均小于M170P1材料的刚度。

3）在相同载荷条件下，不同厚度的DC06材料中，0.7 mm厚度的材料变形量最大，刚度值最小，1.0 mm厚度的材料变形量最小，刚度值最大。

4）在相同载荷条件下，不同厚度的DC06材料中，0.7 mm厚度的材料残余变形量最大，1.0 mm厚度的材料残余变形量最小。

结论

1）在抗凹性实验中，三种材料的屈服强度从大到小依次为M170P1、DC04、DC06。

2）材料的厚度和强度对抗凹性有重要影响。通常，厚度越大，强度越高，材料的抗凹性能就越好。通过对比实验发现，厚度相同的DC06材料的刚度值均随着厚度的增加而增大，最大变形量和残余变形量随着厚度的增加而减小。而相同厚度的DC04、DC06和M170P1中，M170P1刚度值最大，残余变形量最小，DC04和DC06两种材料刚度值和残余变形量相差不大。

3）三种材料的刚度值从大到小依次为M170P1、DC04、DC06；刚度值是评价材料抗凹性能的重要指标，说明从抗凹性这个指标来看，M170P1的抗凹性能优于其他两种材料。

4）冲压件刚度技术的研究，有效地推进了汽车轻量化技术的快速发展。