汽車覆蓋件一步逆成形等幾何分析初始解預示算法研究.pdf

1、汽車覆蓋件的制造方式通常采用金屬板材沖壓成形。對于大部分復雜汽車覆蓋件的沖壓成形，沖壓毛坯的尺寸很大程度上影響著零件的最終成本和質(zhì)量。因此，沖壓毛坯的尺寸預測是汽車設(shè)計和制造生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在早期的生產(chǎn)活動中，技術(shù)人員通常依賴個人經(jīng)驗和試錯方法來確定沖壓毛坯的尺寸，但這些經(jīng)驗判斷往往并不準確，對于一些具有復雜空間構(gòu)型的零件，也得不到很好的結(jié)果。
　　隨著有限元和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，金屬板材沖壓成形理論研究的不斷深入，有限元數(shù)值

2、模擬分析方法為沖壓毛坯尺寸的預測提供了解決方法。沖壓毛坯尺寸的設(shè)計屬于產(chǎn)品開發(fā)的早期，需要進行快速迭代，因此在工業(yè)沖壓生產(chǎn)中，一般采用一步逆成形有限元方法來進行沖壓毛坯尺寸的預示。現(xiàn)階段，一些學者在沖壓領(lǐng)域?qū)⒌葞缀畏治雠c增量法相結(jié)合，取得了很好的結(jié)果。但增量法需考慮沖壓過程中的各方面因素，分析過程復雜且耗時嚴重，并不適用于產(chǎn)品開發(fā)的早期。將等幾何分析與基于全量法的一步逆成形有限元方法相結(jié)合可以很好的解決上述問題。在一步逆成形有限元方法中

3、，初始解的獲取對于求解器的計算效率、穩(wěn)定性和收斂性都有著至關(guān)重要的影響，因此一步逆成形等幾何分析初始解預示就成為解決相關(guān)問題首先需要克服的關(guān)鍵問題之一。針對該問題，本文開展了如下研究工作：
　　1.基于NURBS理論和等幾何分析思想，給出了等幾何分析膜單元、板單元和薄殼單元列式，并完成數(shù)值算例。算例表明，與傳統(tǒng)的有限元單元相比，等幾何分析單元具有更高的精度與效率。
　　2.給出了擬協(xié)調(diào)三角形常應(yīng)變膜單元、擬協(xié)調(diào)RF（Rota