板金属回弹仿真与模面补偿方法

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Springback Simulation and Tool
9 ~4 H8 M" ^$ h. Z- v% bSurface Compensation Algorithm for
$ E, g& D( O, x/ C% y( iSheet Metal Forming
板金属回弹仿真与模面补偿方法
! j( N- g( \0 V! r' p内容提要
„ 引言
„ 思索工具影响的动力显式回弹算法
„ 工具外表补偿方法
0 q, j) b+ h$ g& T0 b8 P; k1 K„ 结果与讨论
* S  R. T) y; D# W0 X2 J  X( f™国际汽车工业开展趋向之一
0 {( Z8 E0 c- }

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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
„ 求解回弹问题所触及的关键点
# r% O  B  u9 s" G# r◇ 回弹仿真精度
' E6 ]" G, w" |! m% N* @应力计算的有效算法
模拟参数的设置，成形条件的定义
  z- [. _( A) I! f) \$ V1 m更精确的材料模型 (屈服准绳,  材料强化（幂线性指数n ,…… )
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, …)
3 S4 s/ C8 N( p7 K1 w◇ 工具外表补偿算法
映射
投影
重构

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引言 (续)
$ a7 K9 t1 T; @) q! j) J5 f2 P( ]„ 应战性的工作
‡ ◇ 进步回弹模拟精度
◇ 研制通用的工具外表补偿算法

卸模之前的迭代方程
% v' y" E3 k" d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
回弹模拟
. U0 r$ g$ k2 d细致执行步骤：
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
) u1 p' [: v- z5 H) e* i" a+ J1 l‡ 加、卸载采用同一种算法，可以防止显式向
, l) S$ O) f/ H# N( ]4 v* a隐式算法转换带来的数值积分误差
7 L' A( j# k: i8 X; v‡ 耗费了更多的模拟时间来换取应力场精度的
" B' s& E' D+ F  \$ O& A改善
- D3 Z, d6 M2 n& t2 ~‡ 临界阻尼动力松弛算法可以快速抑止和削减
* B7 F( d# \8 k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)

工具外表补偿方法
5 [8 r1 `: ?2 t0 x. p/ e: G, T„ 根本步骤
& u- c! z1 |- J1 O2 P3 D5 e9 T7 v5 E¾ 有限元模拟FEM simulation (Forming and Springback);
. T$ Z. U' p" T8 ^% H5 b! n9 I) a¾ 外表插值映射 Surface mapping (Interpolation);
' q$ V8 c& g5 J$ V/ R/ i¾ 工具外表的逆投影修正
Reverse modification of tool surface (projection);
¾ 工具外表重建 Tool Surface regeneration.

' _- @  {; `% ^+ O0 s: A工具外表补偿方法（续）

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工具外表映射算法
$ d3 Y0 S% F; p7 O0 T
插值方法:
R-S 自然坐标映射方法与三角形
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
. }8 U+ v2 d* }8 y* r& \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.
. Y/ n+ X( ?5 a) X9 K1 @7 [# }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
软件中的重构功用产生新的补偿（可加工）
曲面.
9 u8 g2 T; b, r0 @4 a& ]6 ]
7 t' b1 ^( v+ {/ p( b3 k% P5 q结果与讨论
" i" F) t. W$ u$ n- W4 _, T回弹模拟及与实验比照
1 }4 O! v% V3 z/ A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