板材多步逆成形中間構(gòu)形初始解構(gòu)造算法研究.pdf

1、車(chē)身覆蓋件作為車(chē)身主體，其沖壓成形工藝性分析是整車(chē)開(kāi)發(fā)中一個(gè)核心環(huán)節(jié)。在覆蓋件開(kāi)發(fā)階段，傳統(tǒng)的正向增量成形分析法在仿真精度上展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，但是計(jì)算效率低的缺點(diǎn)十分明顯，與設(shè)計(jì)初期產(chǎn)品方案需要不斷修正的需求不符，更適合后期最終方案的精細(xì)分析與驗(yàn)證。
　　順應(yīng)覆蓋件在設(shè)計(jì)初期的分析特點(diǎn)，基于全量理論的逆成形分析法被提出，一步逆成形法簡(jiǎn)化條件、直接計(jì)算零件到初始板料的過(guò)程，對(duì)于一般零件有很好的求解速度與計(jì)算精度，算法已實(shí)現(xiàn)軟件商業(yè)化;但是

2、該算法在應(yīng)力評(píng)估上精度卻不夠高，對(duì)于覆蓋件沖壓成形的脹形問(wèn)題和彎曲與反彎曲問(wèn)題的求解效果不甚理想，不能滿足客戶(hù)高級(jí)別的需求。因此，基于一步逆成形法，考慮壓力加載路徑與材料變形歷史，發(fā)展出多步逆成形法，在不太影響計(jì)算效率的同時(shí)提高求解精度。
　　實(shí)際上，在多步逆成形法中是引入中間構(gòu)形來(lái)考慮加載歷史與變形路徑的，兩相鄰構(gòu)形間的求解思路沿襲一步逆成形法的理念，不斷根據(jù)已知構(gòu)形求解未知構(gòu)形、實(shí)時(shí)更新構(gòu)形間應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，最終精確計(jì)算出初始板

3、料的同時(shí)分析零件的成形性。但是，有別于一步逆成形法中初始板料上物質(zhì)點(diǎn)Z軸坐標(biāo)值是相同的，初始解可以直接在平面上構(gòu)造;中間構(gòu)形上所有物質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)信息均是未知的，無(wú)法直接構(gòu)造。因此，構(gòu)造一個(gè)好的中間構(gòu)形初始解成為多步逆成形法中關(guān)鍵問(wèn)題之一，本文主要針對(duì)其構(gòu)造過(guò)程以及相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)研究。
　　(1)基于滑移約束曲面構(gòu)造中間構(gòu)形初始解。首先，根據(jù)板材沖壓成形中的純彎曲效應(yīng)求解出純幾何彎曲構(gòu)形;然后，采用優(yōu)化算法優(yōu)化純幾何彎曲構(gòu)形獲取對(duì)應(yīng)階段

4、的滑移約束曲面;最后，利用滑移約束曲面與零件間兩套展平網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)映射關(guān)系構(gòu)造對(duì)應(yīng)中間構(gòu)形的初始解。
　　(2)在兩套網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)映射過(guò)程中，部分節(jié)點(diǎn)可能會(huì)出現(xiàn)無(wú)映射區(qū)域這一種情況，針對(duì)此，提出利用三次NURBS曲線邊界擴(kuò)展映射區(qū)域的解決方案。首先，根據(jù)滑移約束曲面的邊界求解出該曲線的控制點(diǎn);然后，按給定方向移動(dòng)控制點(diǎn)計(jì)算出新的控制點(diǎn)坐標(biāo);最后，根據(jù)新的控制點(diǎn)坐標(biāo)求解出對(duì)應(yīng)的擴(kuò)展曲線。
　　上述算法已在完全自主產(chǎn)權(quán)的COMX底層構(gòu)