板材多步逆成形中間構形初始解構造算法研究.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)中一個核心環(huán)節(jié)。在覆蓋件開發(fā)階段，傳統的正向增量成形分析法在仿真精度上展現出優(yōu)勢，但是計算效率低的缺點十分明顯，與設計初期產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分析與驗證。
　　順應覆蓋件在設計初期的分析特點，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算精度，算法已實現軟件商業(yè)化;但是

2、該算法在應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，在不太影響計算效率的同時提高求解精度。
　　實際上，在多步逆成形法中是引入中間構形來考慮加載歷史與變形路徑的，兩相鄰構形間的求解思路沿襲一步逆成形法的理念，不斷根據已知構形求解未知構形、實時更新構形間應力應變狀態(tài)，最終精確計算出初始板

3、料的同時分析零件的成形性。但是，有別于一步逆成形法中初始板料上物質點Z軸坐標值是相同的，初始解可以直接在平面上構造;中間構形上所有物質點的坐標信息均是未知的，無法直接構造。因此，構造一個好的中間構形初始解成為多步逆成形法中關鍵問題之一，本文主要針對其構造過程以及相關問題展開研究。
　　(1)基于滑移約束曲面構造中間構形初始解。首先，根據板材沖壓成形中的純彎曲效應求解出純幾何彎曲構形;然后，采用優(yōu)化算法優(yōu)化純幾何彎曲構形獲取對應階段

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格的節(jié)點映射關系構造對應中間構形的初始解。
　　(2)在兩套網格節(jié)點映射過程中，部分節(jié)點可能會出現無映射區(qū)域這一種情況，針對此，提出利用三次NURBS曲線邊界擴展映射區(qū)域的解決方案。首先，根據滑移約束曲面的邊界求解出該曲線的控制點;然后，按給定方向移動控制點計算出新的控制點坐標;最后，根據新的控制點坐標求解出對應的擴展曲線。
　　上述算法已在完全自主產權的COMX底層構