面向沖壓全工序與設(shè)計全流程的板料成形模擬系統(tǒng).pdf

1、計算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，也是企業(yè)提升產(chǎn)品、工藝、模具設(shè)計水平，擺脫傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)型設(shè)計的關(guān)鍵。隨著有限元數(shù)值方法、沖壓成形理論研究的不斷深入以及計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，板料成形模擬技術(shù)逐漸成熟并擺脫了早期只能應(yīng)用于單工序拉延模擬的局面，可以完成從重力效應(yīng)到回彈在內(nèi)的全工序虛擬試模，以適應(yīng)不斷發(fā)展的制造工業(yè)的需要。與此同時，由于具備了傳統(tǒng)CAE系統(tǒng)不具備的無縫集成與數(shù)據(jù)無損的優(yōu)勢，CAD/CAE一體化集成系統(tǒng)

2、不斷完善，實(shí)現(xiàn)“CAE驅(qū)動設(shè)計”已成為近年來CAD/CAE系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。論文結(jié)合國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（No.50575080）、國家科技支撐計劃資助項(xiàng)目（No. 2006BAF01A43）和國家863計劃基金(No. 2006AA04Z140)，對板料成形模擬的核心求解器、前后處理關(guān)鍵技術(shù)、CAD/CAE集成技術(shù)等進(jìn)行了深入研究，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了國內(nèi)首個板料成形全工序模擬系統(tǒng)FASTAMP/Multi-process和國際首

3、個面向設(shè)計全流程的CAD/CAE集成系統(tǒng)FASTAMP-NX。針對傳統(tǒng)動力顯式算法中拉深筋阻力、摩擦力等工藝參數(shù)數(shù)值模型無法反映約束阻力真實(shí)作用效果的問題，提出了基于真實(shí)工藝參數(shù)的動力顯式算法，可以更加精確地反映實(shí)際成形過程中工藝參數(shù)所引起的約束阻力的作用效果。首次將網(wǎng)格自適應(yīng)加減密技術(shù)引入到動力顯式算法，開發(fā)了達(dá)到工業(yè)實(shí)用化水平的動力顯式算法核心求解器。對板料成形模擬系統(tǒng)的一些關(guān)鍵技術(shù)，如數(shù)據(jù)文件接口、曲面描述、網(wǎng)格剖分算法等，進(jìn)行了

4、深入研究。加強(qiáng)了FASTAMP系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件接口的兼容性和穩(wěn)定性；提出了新的獨(dú)立裁剪曲面工具網(wǎng)格剖分和修復(fù)算法，開發(fā)了相應(yīng)的工具網(wǎng)格剖分器，避免了網(wǎng)格質(zhì)量問題所引起的網(wǎng)格修復(fù)工作，大大減少了有限元分析模型準(zhǔn)備的工作量；提出并實(shí)現(xiàn)了新的裁剪坯料網(wǎng)格生成算法，與傳統(tǒng)的有限元網(wǎng)格剖分算法相比，網(wǎng)格質(zhì)量生成質(zhì)量有了很大的提高，有助于改進(jìn)求解器的計算精度。 在對板料成形模擬關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)了國內(nèi)首個面向汽車覆蓋件和級進(jìn)模的板料

5、成形全工序模擬系統(tǒng)FASTAMP/Multi-process，實(shí)現(xiàn)了包括重力效應(yīng)、壓邊過程、拉深（拉延）、彎曲、成形、工藝切口、沖裁、修邊、翻邊、折邊、回彈在內(nèi)的全工序模擬功能?；赨GS NX平臺開發(fā)了國際首個面向設(shè)計全流程的全參數(shù)化CAD/CAE集成系統(tǒng)FASTAMP-NX。系統(tǒng)包含了面向設(shè)計的IAW（Inverse Approach Wizard）和面向虛擬試模的FAW（Forming Analysis Wizard）子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)