板金属回弹仿真与模面补偿方法

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Springback Simulation and Tool
Surface Compensation Algorithm for
' x/ b' P. p' p: Z/ sSheet Metal Forming
; ]& Z/ P8 p' P# F0 X板金属回弹仿真与模面补偿方法
内容提要
7 C6 z" V! t6 E1 s- C' h„ 引言
* X+ c+ y+ z7 T& S/ F7 G& r„ 思索工具影响的动力显式回弹算法
/ V, }5 ?! k% a! ^# o9 {7 V) }/ |' S„ 工具外表补偿方法
* t# I4 l# `. B# {* a# ?' X„ 结果与讨论
™国际汽车工业开展趋向之一

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引言 „ 回弹问题必然存在，关于轻量化设计制造，材料产生的回弹影响日益突出。
„ 回弹问题研讨愈来愈重要
' W' d" O, A6 B% o„ 求解回弹问题所触及的关键点
0 w8 r% b3 x' V! t◇ 回弹仿真精度
5 r" Z4 A* m. F9 W+ i% p% ~应力计算的有效算法
模拟参数的设置，成形条件的定义
更精确的材料模型 (屈服准绳,  材料强化（幂线性指数n ,…… )
* S7 L* x( r1 w- p更合理的单元列式 (记及厚向应力影响, 面内剪切应力影响, …)
更光滑的接触算法 (工具及补偿面光滑方法, 摩擦模型, …)
◇ 工具外表补偿算法
映射
$ y/ T( ~- f7 N+ m投影
重构

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引言 (续)
: @& R. I9 n/ V# [„ 应战性的工作
‡ ◇ 进步回弹模拟精度
/ z4 U8 y8 {+ g- H( D6 e) {) E◇ 研制通用的工具外表补偿算法
1 v, M$ t1 U( o4 J% g
$ L7 G1 d; ]1 V) K8 p卸模之前的迭代方程
5 w1 }2 ?0 x- i& I% v: o思索工具影响的动力显式回弹算法(DESA)

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思索临界阻尼的动力松弛方法用于板料与工具脱开后的
+ a& b' V% E' p8 n4 s" z回弹模拟
5 h+ W& l* f+ V; _4 r细致执行步骤：
& ?2 y) \& S; M7 d8 Z思索工具影响的动力显式回弹算法 (续)

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思索工具影响的动力显式回弹算法 (续)

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¾算法特性
‡ 加、卸载采用同一种算法，可以防止显式向
* I+ Y- j' Z* L" D) H3 e隐式算法转换带来的数值积分误差
7 j0 ^: F; C) W9 D8 V‡ 耗费了更多的模拟时间来换取应力场精度的
1 {- Y3 u) k* s9 [6 ?" ?6 N改善
‡ 临界阻尼动力松弛算法可以快速抑止和削减
! f) N; z+ @" }% a板材内的应力振荡，进而削减后续的模拟时间
思索工具影响的动力显式回弹算法 (续)

. v9 q9 I- d4 J/ f, H工具外表补偿方法
& ]3 n1 a  i6 x' h0 p, X0 |0 _. Q„ 根本步骤
7 O; d. P6 J, g9 J6 B  i  W9 D¾ 有限元模拟FEM simulation (Forming and Springback);
¾ 外表插值映射 Surface mapping (Interpolation);
+ i( I8 x% C+ a5 e; M5 `- W6 Y1 O¾ 工具外表的逆投影修正
/ i' F( M9 Y' E9 E* d' P) N, FReverse modification of tool surface (projection);
! |7 ^2 x4 u1 u" I7 P; e# ^¾ 工具外表重建 Tool Surface regeneration.

' O. m+ w& q5 l$ r+ y工具外表补偿方法（续）

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工具外表映射算法
* i( J' `; L. P% S1 d4 s+ E" A
& e& P1 T7 }3 J# ^5 \8 a插值方法:
R-S 自然坐标映射方法与三角形
1 ]3 l0 V9 M  `) M# G' V单元坐标映射方法

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工具外表投影算法图例说明

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工具外表重构
& R" F/ W5 r% C  |2 h: D工具外表补偿之后，在工具网格上的一切
点将被修正并在预先控制在允许的误差内.
初始输入的工具网格点所对应的补偿后的新
位置点在目前的算法中还需求转换成ASCII
格式，然后，再输入到 CAD 软件中，应用
8 f& Z' S& G$ T, o软件中的重构功用产生新的补偿（可加工）
; p  ?; ?# h( Y# I. A# d0 r; \1 n曲面.

9 F8 k$ d& c# g  l* p+ ^+ C3 R/ z; e结果与讨论
* _  c5 o8 G8 ^+ j3 R# k. m$ h回弹模拟及与实验比照
国际权威的Benchmark实验测试 软件成熟度情况

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高压边力下材料拉延时表现出的各向异性比照