复杂车身部件翻边及卷边修边线预示算法研究

发布时间：2017-10-17 10:42

  本文关键词：复杂车身部件翻边及卷边修边线预示算法研究

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【摘要】：对于汽车冲压零件的展开以及修边线预示,目前虽然已经有了一定的研究成果,但仍有继续研究的必要。在零件设计早期阶段,一般采用基于弹塑性形变理论的逆算法进行预示。但该方法对于某些复杂零件,尤其是带有复杂卷边特征的工业零件仍存在很大局限。本文针对这些问题提出了基于“切割-缝合”的初始场预示算法以及物质点映射的修边线预示算法,运用到带有复杂翻边和卷边特征的车身部件上取得了良好的效果。首先,本文对一步逆成形理论中的初始场预示算法进行了改进。对于已有算法不能得到初始解的某些复杂卷边及翻边零件,提出了基于分区的“切割-缝合”初始场预示算法。算法将零件分割为不带冲压负角的若干局部构形,分别弹性展开到初始平面上,通过在公共缝合区域内施加“硬化约束”,实现展平后局部构形的缝合,再去掉“硬化约束”进一步迭代后获得零件的初始解。通过对卷边以及复杂翻边零件的测试,证明了该初始解算法的可靠性。在此基础上,文中提出了一种基于物质点映射的修边线预示方法。该方法首先运用文中曲面展平算法将零件和对应的工艺补充面都展平到初始平面上,利用物质点映射获得零件在工艺补充面上的初始展开构形。用获得的初始展开构形替代工艺补充面,多次迭代展开,收敛后获得最终展开构形,进而得到修边线。该方法将原本需要在三维空间曲面内进行的滑移迭代等效在平面内进行,算法的效率、稳定性和适应性都有所提高。文中通过对某汽车翼子板零件的修边线预示,验证了算法的有效性。另外,为了将算法集成到SIEMENS PLM_NX One-step软件模块中,需要提升上述算法的鲁棒性,本文针对性地做了如下工作：(1)开发了层叠清理算法,可以处理工艺补充面上可能存在的网格层叠。(2)开发了蒙皮算法,可以清除工艺补充面上可能存在的网格缝隙缺陷。(3)提出并开发了单元打折处理算法,成功消除了迭代过程中出现的网格单元打折现象。经数值算例验证,上述工作能够有效提升修边线预示算法的可靠性。
【关键词】：车身部件 翻边/卷边 修边线预示 一步逆成形 曲面展开
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U466
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 课题研究背景和选题意义9-10
• 1.2 翻边及卷边成形理论和研究现状10-16
• 1.2.1 翻边成形理论10-11
• 1.2.2 卷边成形理论11-12
• 1.2.3 修边线预示算法研究现状12-16
• 1.3 一步逆成形理论的发展与应用16-17
• 1.4 本文主要研究内容17-19
• 2 一步逆成形法的理论模型19-38
• 2.1 引言19-20
• 2.2 一步逆成形法中材料变形的几何关系20-27
• 2.3 一步逆成形法中的本构关系27-30
• 2.4 一步逆成形法中的单元模型30-32
• 2.5 一步逆成形法中的外力处理32-35
• 2.6 一步逆成形法中的方程求解35-36
• 2.7 本章小结36-38
• 3 基于“切割-缝合”的复杂翻边及卷边零件的初始场预示算法38-53
• 3.1 传统的有限元展开算法分析38-39
• 3.2 “切割-缝合”初始场预示算法39-44
• 3.3 “切割-缝合”初始场预示算法测试算例44-48
• 3.3.1 卷边零件44-46
• 3.3.2 汽车翼子板46-48
• 3.4 基于“硬化约束”的带内孔零件平面展开48-50
• 3.5 单元打折处理算法50-52
• 3.6 本章小结52-53
• 4 基于物质点映射的翻边及卷边修边线预示算法53-67
• 4.1 翻边及卷边在工艺补充面上的展开53-55
• 4.2 基于SIEMENS PLM_NX开发的One-step应用模块55-57
• 4.3 层叠清除算法57-62
• 4.4 蒙皮算法62-64
• 4.5 测试算例64-66
• 4.6 本章小结66-67
• 结论67-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况72-73
• 致谢73-74

【参考文献】

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1 于杰;;2015年中国车市:年度增速4.68%,乘用车破2000万[J];汽车纵横;2016年02期

2 白燕超;陈R际，

本文编号：1048408