板料沖壓成形計(jì)算機(jī)輔助幾何模擬技術(shù)研究.pdf

1、板料沖壓成形是一種十分重要的制造技術(shù)，但沖壓變形是一種十分復(fù)雜的過(guò)程。板料沖壓成形工藝中毛坯形狀和成形后塑性應(yīng)變分布規(guī)律對(duì)零件的成形質(zhì)量有著重要影響。合理的選擇板殼零件的毛坯外形，可以提高板料的可成形性，同時(shí)也提高了材料的利用率，減少成形后的修邊工作量。 本文對(duì)大變形理論網(wǎng)格法技術(shù)以及與網(wǎng)格應(yīng)變分析相聯(lián)系的幾何模擬法進(jìn)行了深入的研究。詳細(xì)介紹了大變形理論網(wǎng)格法的幾種主要計(jì)算模型，比較了它們的優(yōu)缺點(diǎn)；并應(yīng)用對(duì)稱(chēng)張量構(gòu)造法計(jì)算了變薄

2、拉延工藝中變形區(qū)的應(yīng)變分布，驗(yàn)證了大變形理論網(wǎng)格應(yīng)變分析技術(shù)的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，本文深入地研究了幾何模擬法這一新技術(shù)的理論方法，論證了它的科學(xué)性。并基于MSC.Patran研究開(kāi)發(fā)出一套能根據(jù)沖壓件三維數(shù)模，按分割線進(jìn)行網(wǎng)格劃分、對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)和連接關(guān)系自動(dòng)處理、計(jì)算、預(yù)測(cè)毛坯形狀尺寸并繪出各單元格應(yīng)變分布等的模塊。具體內(nèi)容如下： (1)研究了關(guān)于板料沖壓成形的一些關(guān)鍵技術(shù)。確定了本課題研究板料沖壓成形問(wèn)題將遵循大變形理論，假定變

3、形模式為純均勻變形，并用方網(wǎng)格法系統(tǒng)對(duì)變形應(yīng)變進(jìn)行模擬。 (2)詳細(xì)介紹了大變形理論的網(wǎng)格法的幾種主要計(jì)算模型，比較了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇對(duì)稱(chēng)張量構(gòu)造法來(lái)計(jì)算變形應(yīng)變；探討了成形極限的概念，并提出成形極限圖在沖壓成形分析中的重要性。 (3)對(duì)R.Sowerby和J.L.Duncan所提出的幾何模擬法的全過(guò)程進(jìn)行研究，對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的探索，并提出自己的實(shí)現(xiàn)，既保證了映射前后四邊形面積相等，又簡(jiǎn)化了程序的實(shí)現(xiàn)；驗(yàn)證

4、了應(yīng)變值與平面內(nèi)的坐標(biāo)系選擇無(wú)關(guān)，并對(duì)考慮厚度和曲率的薄板成形做了初步的研究。 (4)研究了MSC.Patran二次開(kāi)發(fā)過(guò)程，通過(guò)Motif界面的開(kāi)發(fā)使前后處理操作更加簡(jiǎn)便。實(shí)現(xiàn)了R.Sowerby的映射方法的算法，并通過(guò)讀取模型、網(wǎng)格劃分、面積計(jì)算、反向映射、應(yīng)變計(jì)算及后處理顯示幾個(gè)步驟完成了幾何模擬全過(guò)程。并成功的解決了映射方法中的難點(diǎn)一如何避免映射重疊的問(wèn)題。最后，基于MSC.Patran研究開(kāi)發(fā)出的計(jì)算機(jī)輔助幾何模擬模