汽车覆盖件回弹精确网格模型构建方法研究

发布时间：2017-09-24 17:29

  本文关键词：汽车覆盖件回弹精确网格模型构建方法研究

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【摘要】：板料在冲压成形中不可避免会出现回弹现象,直接影响冲压件的品质。特别是高强度薄钢板等在汽车行业中大量使用,使得回弹问题尤为突出,目前回弹控制除了工艺控制外,还包括回弹补偿,即对模具型面进行预修正,使冲压件回弹后的形状与设计模型一致。回弹补偿包括设计补偿和基于实际冲压件的逆向扫描补偿,其中设计补偿以CAE仿真计算为基础,通过多次迭代获得补偿模型,但由于CAE仿真还无法准确计算回弹,所以零件还需在实际冲压后进行逆向扫描,与设计模型对比获取偏差进行补偿。而冲压件在逆向扫描时会受到重力影响,实际回弹包含重力变形,使得扫描数据失真。为了剔除回弹中的重力变形,本文应用CAE仿真方法获得零件重力变形,并通过实验验证该方法的准确性。然后将扫描数据与模具型面模型优化对齐,应用网格映射及偏置的方法对扫描数据进行相应的修正,构建精确回弹网格模型,提高逆向补偿的精度。本文提出了一种汽车覆盖件回弹精确网格模型的构建方法,主要开展了以下工作:1.根据零件在逆向扫描时会受到重力影响,提出了一种剔除重力变形只具有回弹精确网格模型的构建方法。首先应用CAE仿真方法计算重力变形,然后采用实验对该仿真方法进行验证;最后在扫描数据上进行相应的偏置计算,剔除重力变形,获取零件回弹精确网格模型。2.通过二维零件和三维零件的重力变形实验与仿真分析结果对比,验证CAE仿真计算的准确性。3.以某轿车发动机罩内板为例,将该内板的扫描数据与模具型面模型优化对齐,然后运用VC程序建立网格映射相关算法,实现回弹精确网格模型的构建。本文通过实验验证CAE仿真计算方法,剔除零件在逆向扫描中的重力变形,构建回弹精确网格模型,为后续回弹逆向补偿提供准确数据,具有实际应用意义。
【关键词】：汽车覆盖件 回弹补偿 逆向扫描 网格映射
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U466
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 绪论14-22
• 1.1 引言14-15
• 1.2 回弹控制的研究现状15-17
• 1.2.1 国外回弹控制研究现状15-16
• 1.2.2 国内回弹控制研究现状16-17
• 1.3 逆向工程技术的研究现状和发展趋势17-20
• 1.3.1 国外逆向工程技术研究现状18-19
• 1.3.2 国内逆向工程技术研究现状19
• 1.3.3 逆向工程技术的发展趋势19-20
• 1.4 课题的来源及研究意义20-21
• 1.4.1 课题来源20
• 1.4.2 课题研究意义20-21
• 1.5 本文的主要研究内容21-22
• 第2章 回弹分析及有限元相关理论22-32
• 2.1 回弹分析22-25
• 2.1.1 回弹成形机理22-23
• 2.1.2 回弹控制方法23-25
• 2.2 板料回弹有限元理论25-30
• 2.2.1 回弹有限元基本原理25-26
• 2.2.2 有限元求解算法概述26-28
• 2.2.3 材料本构关系概述28-29
• 2.2.4 接触摩擦处理29-30
• 2.3 NX Nastran有限元仿真软件30-31
• 2.3.1 NX Nastran仿真软件的产品模块功能分类30
• 2.3.2 NX Nastran高级仿真模块30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 仿真计算重力变形的方法及验证32-48
• 3.0 仿真计算重力变形的方法32-34
• 3.1 二维零件实验与仿真对比分析34-36
• 3.1.1 重力影响下实验变形与仿真分析34-35
• 3.1.2 重力及外载荷影响下实验变形与仿真分析35-36
• 3.2 三维零件实验与仿真对比分析36-41
• 3.2.1 重力影响下实验变形与仿真分析37-38
• 3.2.2 重力及外载荷影响下实验变形与仿真分析38-41
• 3.2.3 减薄率对仿真计算结果的影响41
• 3.3 汽车覆盖件置于检具上的纯重力效果分析41-46
• 3.3.1 前门内板的实验变形与仿真分析42-43
• 3.3.2 前盖内板的仿真分析对比43-45
• 3.3.3 后盖内板的仿真分析对比45-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第4章 汽车覆盖件回弹精确网格模型的构建方法48-56
• 4.1 汽车覆盖件回弹精确网格模型的构建流程48-49
• 4.2 网格模型的相关算法49-52
• 4.2.1 网格模型的平均厚度值的精确计算49-50
• 4.2.2 网格模型的对齐50-52
• 4.3 构建回弹精确网格模型的关键算法52-55
• 4.3.1 网格映射单元的快速构建52-53
• 4.3.2 形函数法求投影点新坐标53-54
• 4.3.3 网格节点的偏置计算54-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第5章 发动机罩内板回弹精确网格模型构建实例56-65
• 5.1 发动机罩内板回弹精确网格模型的构建流程56-57
• 5.2 发动机罩内板扫描实验57
• 5.3 发动机罩内板冲压成形仿真分析57-61
• 5.3.1 发动机罩内板模型网格划分57-59
• 5.3.2 材料参数和仿真参数的设置59-60
• 5.3.3 冲压成形仿真结果60-61
• 5.4 发动机罩内板的重力变形仿真分析61-63
• 5.4.1 发动机罩内板的平均厚度计算61
• 5.4.2 重力变形仿真模型建立61-62
• 5.4.3 重力变形仿真结果62-63
• 5.5 发动机罩内板回弹精确网格模型的构建63-64
• 5.5.1 扫描点云网格与重力仿真后网格的对齐63
• 5.5.2 扫描点云网格节点的偏置计算63-64
• 5.6 本章小结64-65
• 结论与展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 附录A 关键程序代码71-74

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1 沈启，

本文编号：912543