一種鈑金沖壓成型工藝仿真系統(tǒng)及仿真方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鈑金沖壓成型工藝仿真系統(tǒng)及仿真方法。本系統(tǒng)包括殼仿真模塊和體仿真模塊；所述殼仿真模塊包括殼拉伸分析單元、殼回彈分析單元、殼切邊分析單元以及殼垂直翻邊分析單元；所述體仿真模塊包括：體拉伸分析單元、體回彈分析單元以及體垂直翻邊分析單元；本方法包括以下步驟：步驟1，用戶根據(jù)零件的制作工藝選擇上述殼仿真模塊或體仿真模塊；步驟2，選擇殼仿真模塊、或者體仿真模塊，然后選擇相應(yīng)的一個或多個單元仿真單元組合；步驟3，根據(jù)向?qū)О床襟E完成各參數(shù)設(shè)置。因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：1.采用向?qū)问胶喕抡娌僮鞑襟E；2.定制了鐵路車輛零件的多工序仿真模板。
【專利說明】一種鈑金沖壓成型工藝仿真系統(tǒng)及仿真方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種仿真系統(tǒng)及仿真方法，尤其是涉及一種鈑金沖壓成型工藝仿真系統(tǒng)及仿真方法。
【背景技術(shù)】
[0003]目前采用的DYNAF0RM軟件操作流程較復(fù)雜，不支持零件所有工序的一次性仿真分析，零件的仿真過程無法實現(xiàn)無縫結(jié)合。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)方案采用DYNAF0RM軟件的自動設(shè)置模塊，該模塊只具備單工序分析功能。因為所有零件沖壓過程一般為多工序，現(xiàn)有的技術(shù)方案為單工序分析，故零件多工序分析無法一次性完成設(shè)置。例如以鐵路貨車的下側(cè)門板為例，下側(cè)門板具備重力加載、成型、修邊、回彈四道仿真工序，自動設(shè)置模塊無法實現(xiàn)一次性將四道仿真工序組合成零件沖壓仿真模板，故每道仿真工序之間必須通過手工干預(yù)，無法自動完成全工序分析。
[0005]原來的技術(shù)方案分析方法如下:
1)在自動設(shè)置模塊內(nèi)，選擇重力加載(gravity)，設(shè)置重力加載分析參數(shù)，進(jìn)行重力加載分析；
2)完成重力加載分析后，在自動設(shè)置模塊內(nèi)，選擇成型分析(forming)，設(shè)置成型分析參數(shù)，進(jìn)行成型仿真分析；
3)完成成型仿真分析后，在自動設(shè)置模塊內(nèi)，選擇修邊分析(trimming),設(shè)置修邊分析參數(shù)，進(jìn)行修邊仿真分析；
4)完成修邊仿真分析后，在自動設(shè)置模塊內(nèi)，選擇回彈分析(springback),設(shè)置回彈分析參數(shù)，進(jìn)行回彈仿真分析。
[0006]采用該技術(shù)方案分析流程比較復(fù)雜，而且不同仿真工序的工具位置必須重新設(shè)置，無法實現(xiàn)所有工序在設(shè)置參數(shù)后的自動化分析。
[0007]2.2現(xiàn)有技術(shù)的缺點
O自動設(shè)置模塊，只能實現(xiàn)單工序分析。由于鐵路車輛零件的實際沖壓過程一般包括多個工序，現(xiàn)有的自動設(shè)置模塊沒有定制多工序仿真模板，只能采用單工序模塊進(jìn)行分析，單工序模塊分析需要對每個工序進(jìn)行設(shè)置，然后完成該工序設(shè)置與分析后再進(jìn)行下一工序的設(shè)置與分析，無法實現(xiàn)一次性對零件進(jìn)行設(shè)置與分析，故分析過程比較復(fù)雜；
2)由于鐵路車輛零件一般包括多個沖壓工序，而目前軟件中只有單工序模塊，故無法提高鐵路車輛零件的分析效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:
一種鈑金沖壓成型工藝仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括殼仿真模塊和體仿真模塊；所述殼仿真模塊包括四個獨立的仿真單元，即:殼的拉伸分析單元、殼的回彈分析單元、殼的切邊分析單元以及殼的垂直翻邊分析單元；所述體仿真模塊包括四個獨立的仿真單元，即:體的拉伸分析單元、體的回彈分析單元以及體的垂直翻邊分析單元。
[0009]一種鈑金沖壓成型工藝仿真方法，其特征在于，包括以下步驟:
步驟1，用戶根據(jù)零件的制作工藝選擇上述殼仿真模塊、或者體仿真模塊；
步驟2，選擇殼仿真模塊、或者體仿真模塊，然后選擇相應(yīng)的一個或者多個仿真單元組
合；
步驟3，根據(jù)向?qū)降牟僮鞑襟E，設(shè)置相應(yīng)的單元的參數(shù)，然后開始進(jìn)行仿真。
[0010]在上述的一種鈑金沖壓成型工藝仿真方法，所述的殼的拉伸分析單元和體的拉伸分析單元的參數(shù)設(shè)定均包括:
參數(shù)設(shè)定一，網(wǎng)格劃分參數(shù):包括板料網(wǎng)格劃分參數(shù)、工具網(wǎng)格劃分 參數(shù)
所述板料網(wǎng)格劃分參數(shù)包括:單元尺寸、最小單元尺寸、最大自適應(yīng)等級、自適應(yīng)次數(shù)、時間步長
所述工具網(wǎng)格劃分參數(shù):包括最大單元尺寸、最小單元尺寸、弦高誤差、角度、間隙公差參數(shù)設(shè)定二，零件的材料參數(shù):包括應(yīng)力應(yīng)變曲線、硬化指數(shù)、硬化系數(shù)、厚向異性系數(shù)；單元公式:選擇全積分單元公式；
參數(shù)設(shè)定三，組裝工藝參數(shù):包括工具偏置、摩擦系數(shù)、板料與工具間隙；
參數(shù)設(shè)定四、工序參數(shù):包括上模速度、下模速度、壓邊圈速度以及速度曲線。
[0011]在上述的一種鈑金沖壓成型工藝仿真方法，所述的殼的回彈分析單元和體的回彈分析單元的參數(shù)設(shè)定均包括:約束類型、節(jié)點力、網(wǎng)格控制；所述網(wǎng)格控制即網(wǎng)格粗化。
[0012]在上述的一種鈑金沖壓成型工藝仿真方法，所述的殼的切邊分析單元的參數(shù)設(shè)定包括:切邊線定義、切邊類型定義、以及切邊方向定義。
[0013]在上述的一種鈑金沖壓成型工藝仿真方法，所述的殼的垂直翻邊分析單元和體的垂直翻邊分析單元的參數(shù)設(shè)定均包括:
參數(shù)設(shè)定一，工具網(wǎng)格劃分:包括最大單元尺寸、最小單元尺寸、弦 聞?wù)`差、角度、間隙公差
參數(shù)設(shè)定二，組裝工藝參數(shù):包括工具偏置、摩擦系數(shù)、板料與工具間隙 參數(shù)設(shè)定三，工序參數(shù):包括上模速度、下模速度、壓邊圈速度以及速度曲線。
[0014]本技術(shù)方案定制了全工序的仿真模板，比如鐵路車輛某零件仿真工序為:拉深-切邊-翻邊-回彈，這時就直接選取模板四:拉深-切邊-翻邊-回彈，然后就直接進(jìn)入了定制的拉深-切邊-翻邊-回彈四工序仿真。
[0015]因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:1.能夠規(guī)范鐵路車輛仿真操作流程，直觀的完成各仿真步驟設(shè)置，能夠簡單、快速、準(zhǔn)確的預(yù)測成型過程中裂紋、起皺、減薄、回彈；2.實現(xiàn)零件多工序組合，直接定制涵括鐵路車輛零件的多工序仿真模板，下次運(yùn)用時可以根據(jù)零件沖壓工序直接調(diào)用相應(yīng)的模板；3.實現(xiàn)所有的仿真工序同步設(shè)置以及自動銜接計算，大大提高沖壓仿真的效率；4.所有的仿真操作均采用向?qū)问?，故大大降低了操作難度；5.包括了沖壓行業(yè)所有的零件仿真模板，任何沖壓零件的仿真均可以選擇相應(yīng)的模板。模板采用向?qū)问剑梢愿鶕?jù)向?qū)瓿扇ば虻姆抡嬖O(shè)置；6.可以實現(xiàn)所有工序參數(shù)的同步定義以及自動計算，徹底解決了以前零件仿真分析隨時監(jiān)控各工序的仿真完成情況，必須完成前工序仿真任務(wù)后，才能開始設(shè)置下工序參數(shù)，然后進(jìn)行仿真計算，無法實現(xiàn)自動化仿真；
7.零件仿真分析模板大大提高了沖壓仿真的效率，大大降低了操作難度。
【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0017]實施例:
比如鐵路貨車某一薄板零件制作工序為拉伸、切邊、翻邊，則對該零件進(jìn)行成形仿真時，選擇殼單元的拉伸-切邊-翻邊-回彈模板，該模塊定制了該零件的全工序仿真過程。通過模板的逐步向?qū)Чδ?，可以快速的完成該零件的全部仿真操作過程，而且只需要提交一次任務(wù)，就可以完成零件所有工序的仿真計算，中間過程無需人工干預(yù)。
[0018]以鐵路貨車某一薄板零件為例，該零件的模板的仿真過程如下:
1)在七種模板中選擇適合零件的仿真模板，這里選擇模板四:拉伸-切邊-翻邊-回彈模板，根據(jù)零件所需的沖壓設(shè)備的類型選擇單動或者雙動；可以通過選擇工具參考面的類型，選擇適用于零件仿真的參考面；
2)點擊確定后，進(jìn)入了該零件的全工序仿真模板；該零件模板包括拉伸-切邊-翻邊-回彈四個工序的設(shè)置；首先對拉伸工序進(jìn)行設(shè)置，拉伸工序包括板料、工具、定位、工序、拉伸筋的設(shè)置；
3)完成拉伸工序后，點擊下一步進(jìn)入切邊工序仿真，切邊工序包括板料與工序的定
義；
4)完成切邊工序后，點擊下一步進(jìn)入翻邊工序仿真，翻邊工序包括板料、工具、組裝、工序的定義；
5)完成翻邊工序后，點擊下一步進(jìn)入回彈工序仿真，回彈工序包括板料、工具、組裝、工序的定義。
[0019]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鈑金沖壓成型工藝仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括殼仿真模塊和體仿真模塊；所述殼仿真模塊包括四個獨立的仿真單元，即:殼的拉伸分析單元、殼的回彈分析單元、殼的切邊分析單元以及殼的垂直翻邊分析單元；所述體仿真模塊包括四個獨立的仿真單元，即:體的拉伸分析單元、體的回彈分析單元以及體的垂直翻邊分析單元。
2.一種鈑金沖壓成型工藝仿真方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，用戶根據(jù)零件的制作工藝選擇上述殼仿真模塊、或者體仿真模塊； 步驟2，選擇殼仿真模塊、或者體仿真模塊，然后選擇相應(yīng)的一個或者多個仿真單元組合； 步驟3，根據(jù)向?qū)降牟僮鞑襟E，設(shè)置相應(yīng)的單元的參數(shù)，然后開始進(jìn)行仿真。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鈑金沖壓成型工藝仿真方法，其特征在于，所述的殼的拉伸分析單元和體的拉伸分析單元的參數(shù)設(shè)定均包括: 參數(shù)設(shè)定一，網(wǎng)格劃分參數(shù):包括板料網(wǎng)格劃分參數(shù)、工具網(wǎng)格劃分 參數(shù) 所述板料網(wǎng)格劃分參數(shù)包括:單元尺寸、最小單元尺寸、最大自適應(yīng)等級、自適應(yīng)次數(shù)、時間步長 所述工具網(wǎng)格劃分參數(shù):包括最大單元尺寸、最小單元尺寸、弦高誤差、角度、間隙公差參數(shù)設(shè)定二，零件的材料參數(shù):包括應(yīng)力應(yīng)變曲線、硬化指數(shù)、硬化系數(shù)、厚向異性系數(shù)；單元公式:選擇全積分單元公式； 參數(shù)設(shè)定三，組裝工藝參數(shù):包括工具偏置、摩擦系數(shù)、板料與工具間隙； 參數(shù)設(shè)定四、工序參數(shù):包括上模速度、下模速度、壓邊圈速度以及速度曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鈑金沖壓成型工藝仿真方法，其特征在于，所述的殼的回彈分析單元和體的回彈分析單元的參數(shù)設(shè)定均包括:約束類型、節(jié)點力、網(wǎng)格控制；所述網(wǎng)格控制即網(wǎng)格粗化。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鈑金沖壓成型工藝仿真方法，其特征在于，所述的殼的切邊分析單元的參數(shù)設(shè)定包括:切邊線定義、切邊類型定義、以及切邊方向定義。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鈑金沖壓成型工藝仿真方法，其特征在于，所述的殼的垂直翻邊分析單元和體的垂直翻邊分析單元的參數(shù)設(shè)定均包括: 參數(shù)設(shè)定一，工具網(wǎng)格劃分:包括最大單元尺寸、最小單元尺寸、弦 聞?wù)`差、角度、間隙公差 參數(shù)設(shè)定二，組裝工藝參數(shù):包括工具偏置、摩擦系數(shù)、板料與工具間隙 參數(shù)設(shè)定三，工序參數(shù):包括上模速度、下模速度、壓邊圈速度以及速度曲線。
【文檔編號】G06F17/50GK103500256SQ201310483640
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】柴林, 江銳鋒, 左云清, 武永亮, 袁曉濤, 羅曉東, 徐金波 申請人:南車長江車輛有限公司