板金属回弹仿真与模面补偿方法

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Springback Simulation and Tool
4 P4 h. D6 K, X7 vSurface Compensation Algorithm for
: C6 B2 @$ r# _& d$ J* fSheet Metal Forming
板金属回弹仿真与模面补偿方法
内容提要
1 T) t. s; l8 @, G! |5 s% T) ]- g„ 引言
  f/ q0 p% V: e" U* p„ 思索工具影响的动力显式回弹算法
  Y3 w5 p# o' x( i„ 工具外表补偿方法
„ 结果与讨论
  v8 m5 U% f9 U$ q* S- c- J™国际汽车工业开展趋向之一
* X$ K! G* Y/ j

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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。
) @0 [4 d0 P6 b! e„ 回弹问题研讨愈来愈重要
* }. ]0 C& A( H$ h* r„ 求解回弹问题所触及的关键点
) V0 B$ `& ?  k" W◇ 回弹仿真精度
% [0 e! d$ S2 s& @* V5 @* n5 C" J应力计算的有效算法
* `: P; `7 G! U2 U* f模拟参数的设置，成形条件的定义
3 J. F# q/ ?+ }( _  k; a! j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, …)
8 }- R8 P, O! L3 p" f, a! w8 |◇ 工具外表补偿算法
9 u" w- Y7 ?$ K% [0 m7 L映射
投影
- I8 }4 ]5 i! X$ T2 _' s4 H# L2 |' k重构

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引言 (续)
„ 应战性的工作
% `  i, Z' ?$ _‡ ◇ 进步回弹模拟精度
◇ 研制通用的工具外表补偿算法
9 j2 B7 }% B+ b# @6 v& Y
卸模之前的迭代方程
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
2 E9 M/ m- O0 l6 B7 y( ?回弹模拟
细致执行步骤：
, ^  y4 g7 {- B% B/ E3 b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
: F. i" Y+ L& w0 J隐式算法转换带来的数值积分误差
‡ 耗费了更多的模拟时间来换取应力场精度的
; a( Q* l, a2 F8 |改善
2 i/ z% ?" j0 R# l* p: ^4 x‡ 临界阻尼动力松弛算法可以快速抑止和削减
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)

' b2 G: Y( w* X, E* ~6 }: Z, o. N工具外表补偿方法
„ 根本步骤
¾ 有限元模拟FEM simulation (Forming and Springback);
3 V1 V6 l/ Y* v¾ 外表插值映射 Surface mapping (Interpolation);
4 d, [; [' g4 \+ ~4 v5 X+ g+ |¾ 工具外表的逆投影修正
Reverse modification of tool surface (projection);
2 `/ ]) o1 K) Z9 v- e" i+ Y¾ 工具外表重建 Tool Surface regeneration.

工具外表补偿方法（续）

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工具外表映射算法

- `# E; j9 K) B/ b( ]$ `$ w4 L# J插值方法:
8 U2 ^+ c! Y8 f4 L8 }R-S 自然坐标映射方法与三角形
. B/ F# N2 v0 ~& C# a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
工具外表补偿之后，在工具网格上的一切
$ ]7 O3 b5 F2 V9 r0 |点将被修正并在预先控制在允许的误差内.
4 G0 X8 v9 D+ I* `# @$ j; Y初始输入的工具网格点所对应的补偿后的新
& A  V( ?4 z" `3 r& l: ^) B  o位置点在目前的算法中还需求转换成ASCII
1 Y+ r. Q6 V  {( T格式，然后，再输入到 CAD 软件中，应用
1 a* U9 U& M; \* L4 l/ [; W软件中的重构功用产生新的补偿（可加工）
曲面.

结果与讨论
回弹模拟及与实验比照
9 p# l9 ]" ]  k. C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