基于回弹补偿的模具型面设计方法研究

模具型面的回弹补偿是冲压模具设计中的难题。首先阐述了模具型面回弹补偿理论,提出一种利用有限元数值模拟技术进行模具型面回弹补偿设计的方法;然后以某工业螺旋叶片为研究对象,结合实冲试验验证了回弹数值模拟预测的精度;最后通过对叶片初始模具型面的两次补偿,得到了满足叶片成形精度要求的模具CAE型面,并将叶片模具型面CAE模型转化为CAD模型,实现了基于回弹补偿的模具型面"CAD→CAE→CAD"双向集成设计。

复杂车身覆盖件拉深模具模面设计研究

拉深模具模面设计是决定复杂车身覆盖件成形成败和成形质量的关键环节。针对拉深模面设计主要依靠定性分析和经验数据的问题,提出了一种覆盖件模面设计方法。用特征图法确定冲压方向,研究了压料面张角、工艺补充部分、拉延筋布置形式对拉深质量的影响,并通过有限元模拟验证了模面设计的有效性。

基于Dynaform的汽车覆盖件拉延模具设计

以板料成形非线性有限元分析软件Dynaform为平台,介绍汽车覆盖件拉延模具型面设计过程,对某种汽车引擎盖冲压成形过程进行数值模拟,根据模拟结果进行成形性分析,为优化工艺参数和模具结构提供强有力的工具。

铝合金汽车发动机罩内板成形性能研究

以铝合金汽车发动机罩内板为对象,在初始型面结构的基础上,结合有限元分析,针对其出现的成形缺陷进行多轮优化,改善其成形性能,同时探究了压边力和模具间隙等工艺参数对零件减薄率和回弹的影响。结果表明,在较小的压边力和较大的模具间隙下板料的减薄较小;在一定范围内,随着压边力的增大,零件的整体回弹得到抑制但变化不明显,而局部的负向回弹有所增加,模具间隙的减小也有利于减小回弹。在优化型面结构的基础上对其进行回弹补偿并配合工艺参数的调整,可有效减小零件的回弹。在仿真优化结果的基础上进行铝合金发动机罩内板的冲压试验,试验件与仿真优化结果具有较好的一致性。

覆盖件冲压仿真参数化建模方法

针对在覆盖件冲压成形领域对快速、自动化的有限元网格建模方法的迫切需求,提出一种快速的汽车覆盖件冲压仿真建模的思路与方法。将覆盖件冲压工艺设计与冲压成形仿真前处理集成,使用散乱三角面片模型,在自主开发的CAE前处理软件中,进行参数化的工艺补充面和压料面设计。模型的网格剖分与冲压工艺设计同时进行,自动生成整套模具的网格模型供冲压仿真计算。为了真实地模拟板料网格的流动,提出了参数化的真实拉深筋的模型建模方法和板料网格的预细分方法。完成了相关软件的开发。多个汽车覆盖件冲压工艺设计和冲压仿真计算实例说明了该方法的有效性。

冲压成形全过程模拟与回弹补偿研究

回弹是板料成形中不可避免的现象,有效地减少回弹是加工合格制件的保证。鉴于板料多工序回弹模拟精度不高的现状,使用了一种基于全过程模拟原理的回弹模拟与补偿方法。成形性验证、回弹模拟和型面补偿是其主要内容。在某车门外板每道工序中,采用显式-隐式顺序求解的方法,进行了弹性模拟和型面补偿,以便消除回弹误差的累积。

模面几何修正的回弹补偿方向分析

精确回弹预测的目的是通过数值回弹模拟来修正模面,使得回弹后零件与设计的产品一致,因此,在回弹预测的基础上进行基于数值模拟或逆向工程的模面补偿和工艺调整,甚至修改成形方案和模具结构,仍然是当前降低回弹的主要措施。文章对模面几何补偿方法进行了阐述,对其应用特点、精度和效率进行了系统的对比分析,结果表明,在以转动为主导回弹的情况下,法向补偿具有很高的精度,但运行计算时间较长;在回弹存在大平移的情况下,连线方向补偿则精度较高,且算法简单;而Z向反向补偿法虽然具有算法简单、计算效率高的优点,却不能很好地对模面进行修正。

基于响应面法的板料成形工作模面几何参数优化

阐述了以响应面法建立板料成形参数与有限元模拟结果的代理模型的基本原理;介绍了板料成形中的设计变量、目标函数、约束条件,多目标优化的处理方法;基于响应面法,以汽车后桥悬架内板零件为研究对象,成形后最小板料厚度为优化目标,成形极限图为约束条件,建立了模面几何参数优化模型;对模面几何参数进行优化并获得最优参数组合;以最优几何参数组合进行了实际的冲压试验,验证了优化结果。

汽车覆盖件工艺补充面参数化设计方法

工艺补充面设计的合理性,是保证覆盖件成形质量的重要条件。工艺补充曲面设计和修改的便利性,是提高设计效率的重要途径。本文提出了建立可修改特征参数的截面线类型库,用双向NURBS蒙皮法分片生成工艺补充面的方法和流程,开发了相应的参数化设计模块。在此基础上可以快速实现基于用户控制的工艺补充面的参数化设计和修改。通过对汽车某些零件等实际覆盖件生成工艺补充面的数值仿真验证了可行性。

汽车覆盖件模具设计方法研究

针对汽车覆盖件模具设计特点,应用特征参数化设计和特征组优化装配技术进行覆盖件拉延模型面设计,借助板料成形数值模拟方法验证了拉延模型面设计的合理性,最后以拉延模型面三维数学模型为设计依据,进行面向装配、自顶向下的模具结构建模,并实现了覆盖件模具结构的基于实例的设计。

汽车覆盖件模面设计中补充曲面的生成方法

研究了基于复杂曲线的NURBS曲面生成技术,提出了应用于模面参数化设计过程中补孔曲面、外轮廓线光顺曲面和工艺补充面等补充曲面的生成算法,开发了相应的参数化设计模块。通过生成某汽车前翼子板、车门框等实际覆盖件的各种补充曲面,验证了算法的有效性。

面向CAE的汽车覆盖件模面设计中零件边界光顺技术

探讨了面向CAE的汽车覆盖件模面设计中光顺零件边界的几个关键技术,给出了零件边界需要光顺区域的判断依据和NURBS光顺曲线的生成方法和流程,开发了相应的参数化设计模块。通过对某汽车前翼子板等实际覆盖件边界的光顺验证了算法的可行性。

基于进化算法的冲压模具型面参数优化

提出了基于计算机结构优化设计的进化算法(EA)。算法结合逆向有限元模拟实施,以厚向应变分布均匀为目标函数,在搜索空间内寻找全局最优化的区域。通过对某汽车零件拉延成形的分析证明,该算法具有很高的可靠性和稳健性,对实际工程中冲压模具的设计具有指导意义。

基于响应面和空间映射技术的模面设计优化

阐述了响应面近似模型和空间映射技术用于快速模面设计优化的基本原理 为避免数值噪声干扰和求解隐函数敏度 ,提出通过多项式响应面方法构造真实目标和约束的逼近曲面 ,以光滑响应进行全局最优 ;并利用空间映射技术的代理模型确定新的响应面及其梯度 ,经精细模型修正优化方向和设计子域 ,使计算成本降低 算法结合有限元模拟实施 ,通过对金钣拉延成形和回弹补偿的分析证明 ,该算法具有很高的效率和鲁棒性 。

可重构柔性多点模具蒙皮拉形模面补偿算法

针对单曲形蒙皮零件,建立了有限元数值模拟的离散模型和等效模型,通过对成形计算时间、垫层变形量和成形零件外形的比较,验证了等效模型的高效性和可靠性.为了消除垫层变形和板料回弹对成形精度的影响,采用有限元等效模型技术,基于位移调整法,提出了先进行板料回弹补偿再进行垫层变形补偿的模面补偿算法,并应用该算法分别对单曲形和双曲形蒙皮零件进行了拉形模面补偿分析.在得到的补偿模面上进行了单曲形和双曲形蒙皮零件成形试验,采用非接触光学测量系统进行数字化测量后,发现成形零件外形误差均在允许范围(±0.5 mm)之内,满足精度要求,验证了该模面补偿算法的有效性.

基于回弹补偿的模具型面修正方向

在分析基于回弹补偿的模面几何位移修正法中不同补偿方向对结果影响的基础上,提出了一种新的考虑方向补偿因子的模面综合补偿修正方法。以V形弯曲件和复杂叶片为研究对象,对位移修正法中不同补偿方向的结果进行了有限元仿真对比验证,并以U形工件为例进行了实验验证。结果表明:本文方法以回弹前后工件的法向夹角对连线方向补偿进行了修正并引入了方向补偿因子,更符合实际的模面补偿修正方向,适应性广,且补偿结果的精度比其他方法高。

基于网格的汽车覆盖件冲压方向快速算法

为了合理确定覆盖件的冲压方向,基于覆盖件网格数据,提出以无负角、最小拉延深度、最大初始接触面积为确立冲压方向的主要准则,建立以冲压方向矢量为设计变量的算法模型,通过单位球面网格求交法快速获取矢量可行域,使用该算法整体流程开发了相应的程序模块,可以快速确定覆盖件冲压方向。对比分析本文算法与商用软件Dynaform对某些汽车零件在冲压方向的深度模拟,结果验证了算法的可行性。

数值模拟技术在汽车覆盖件拉延模具设计中的应用

介绍了板料数值模拟软件Autoform的功能、特点。以某汽车覆盖件的拉延模具为例,利用Autoform软件实现汽车覆盖件的模具设计,包括模具压料面、工艺补充面以及拉延筋设计;模拟在给定工艺条件下板料成形的全过程,预测可能出现的缺陷,并根据结果优化结构参数。与传统的模具设计相比,利用数值模拟技术提高了模具设计的质量和效率。

基于几何补偿的回弹零件模具形面设计

板料回弹对零件的精度影响很大。为了减轻重量,铝等材料的大量使用,使回弹问题更加突出,增加了模具设计的难度与周期。传统的试错法将耗费大量的人力和物力。利用有限元模拟几何补偿对U形件模具形面进行回弹补偿,然后将获得的补偿形面转化为CAD数据,实现回弹零件模具型面的设计,为后继的模具结构设计、制造提供依据。最后总结了回弹零件模具形面设计流程。

轮室盖板拉延模具型面优化设计及模拟分析

根据汽车覆盖件拉延成形工艺补充面、压料面和拉延筋的设计原则和方法,设计出某轿车轮室盖板的拉延件。并且利用有限元分析软件Dynaform对拉延过程进行分析,根据模拟分析结果对拉延型面以及拉延筋进行优化。将原来的平面分型面改为曲面,将直线拉延筋改为弧线,最终消除了成形过程中的缺陷,得到了符合质量要求的拉延零件。