板材多步逆成形中間構(gòu)形初始解構(gòu)造算法研究.pdf

1、車身覆蓋件作為車身主體，其沖壓成形工藝性分析是整車開發(fā)中一個(gè)核心環(huán)節(jié)。在覆蓋件開發(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，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，一步逆成形法簡化條件、直接計(jì)算零件到初始板料的過程，對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)力評估上精度卻不夠高，對于覆蓋件沖壓成形的脹形問題和彎曲與反彎曲問題的求解效果不甚理想，不能滿足客戶高級別的需求。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)鍵問題之一，本文主要針對其構(gòu)造過程以及相關(guān)問題展開研究。
　　(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)映射過程中，部分節(jié)點(diǎn)可能會出現(xiàn)無映射區(qū)域這一種情況，針對此，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)