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随着机械工业的快速发展,数值模拟技术在实际冲压件设计和生产中应用越来越多。传统的独立CAD、CAE软件的相互兼容性问题造成企业对于冲压件快速设计和分析的需求得不到满足,同时CAE分析效率极大程度依赖于分析人员的实际经验,使得企业在实现CAE驱动设计思想的过程中困难重重,因此,开发面向设计人员CAD/CAE集成化的板料成形参数化模拟系统,不仅可以提高工程技术人员应用成形模拟软件的效率,也使企业快速响应市场对冲压零部件的快速制造要求,对提高冲压产品设计质量、降低开发成本都具有重要意义。本研究课题依托国家自然科学基金项目“复杂汽车结构件多工位级进模条料设计的快速仿真模型与关键算法研究”(N0.50905067),开发了基于SolidWorks平台的板料成形参数化模拟系统SW-FAX(Stamping Works/FormingAnalysis Xpert),实现了参数化的CAE分析和真正意义上的CAD/CAE无缝集成。本文阐述了板料成形数值模拟、CAD/CAE集成等技术的研究现状和发展趋势,结合企业对于冲压件快速设计和分析的需求,提出了SW-FAX系统的总体目标,对系统集成、功能和数据结构进行了详细设计;重点研究了基于OpenGL显示的虚拟装配、参数化关联更新和工艺参数的自动优化等关键技术;最后结合基于BT壳单元和有限元动力显式算法的求解器,完成了整个参数化模拟系统的开发。针对传统CAE软件存在的工具装配流程复杂、动画模拟难度大等问题,基于参数化工具网格模型,提出了一种新的虚拟装配算法。该算法通过虚拟显示工具网格模型的方式实现了多工具的快速装配和合模过程的动画模拟,具有原理简单、响应速度快等优点。基于SolidWorks软件的参数化造型技术,在冲压成形工艺中引入CAE驱动设计思想,提出了的参数化关联更新技术,实现了坯料网格与工具网格的参数化关联、工艺参数之间的参数化关联和设计模型与分析模型的参数化关联,保证了产品设计、工艺设计与成形模拟模型同步更新。针对工艺参数的优化效率依赖于分析人员实际经验的问题,基于冲压成形理论和现代优化方法提出了工艺参数自动优化算法。该算法通过优化评估破裂和起皱等缺陷的目标函数值的方式,实现了对工艺参数的自动优化。最后通过某企业生产的烤箱上盖的成形模拟的参数化应用,以及模拟结果与实验结果的对比,验证了系统的实用性和准确性;通过某汽车车身底座横梁的全工序模拟说明了系统全工序模拟流程。