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
5 E4 q" J9 {9 }2 R" D9 eSheet Metal Forming
9 S2 J; C( p: B8 D  t7 J板金属回弹仿真与模面补偿方法
7 U, m* U6 N8 s% T+ ]9 t# s内容提要
9 J/ f! W' C8 {+ p, j„ 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
„ 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。
( M/ x* K4 [9 _( l: e( P% Z6 G„ 回弹问题研讨愈来愈重要
% K1 l. p/ a: G" g% C- J„ 求解回弹问题所触及的关键点
◇ 回弹仿真精度
应力计算的有效算法
模拟参数的设置，成形条件的定义
+ M- u9 ^% v8 s% m& Q3 x- q9 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, …)
3 M- e# H# P- S- m( f# g8 X8 y更光滑的接触算法 (工具及补偿面光滑方法, 摩擦模型, …)
/ j( `: O' o5 N" H5 p! |' O6 i* |% ^◇ 工具外表补偿算法
+ P0 y+ {0 ?" j* |: O( f- J映射
投影
重构

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引言 (续)
„ 应战性的工作
: i. _; v4 \, u; O- n‡ ◇ 进步回弹模拟精度
$ T3 C2 O7 [7 |# x1 D/ G◇ 研制通用的工具外表补偿算法
) B& P3 E) p% R
卸模之前的迭代方程
( v( j# G1 B1 V3 w9 f, Z  u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
0 _1 w+ Q, F4 m  e2 {回弹模拟
. F( g( |$ P% n细致执行步骤：
% V* L* K0 E# F- r. L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
  ]2 _* k" y/ F‡ 加、卸载采用同一种算法，可以防止显式向
4 n4 r9 F; M$ d& n+ L9 c$ `( H隐式算法转换带来的数值积分误差
3 q7 X- r) @' n3 ~# h2 j+ M‡ 耗费了更多的模拟时间来换取应力场精度的
( a( @0 T7 d8 t+ Q) g改善
6 b$ L1 t" `8 d, Y& M‡ 临界阻尼动力松弛算法可以快速抑止和削减
* A0 x1 l# t7 a$ b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
0 o# G8 _) j7 T1 ~+ l! V# ~0 S„ 根本步骤
% o# a: Y; w1 T5 h* g, H¾ 有限元模拟FEM simulation (Forming and Springback);
¾ 外表插值映射 Surface mapping (Interpolation);
3 s6 j7 R6 T! y+ t, d8 d1 w6 }¾ 工具外表的逆投影修正
Reverse modification of tool surface (projection);
+ b0 l0 Z' s9 H' Q9 ^' z4 {¾ 工具外表重建 Tool Surface regeneration.
$ W  c' w9 C+ p. f) y
工具外表补偿方法（续）

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工具外表映射算法

插值方法:
3 T/ ?5 S* g2 b, r, b1 p. bR-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
工具外表补偿之后，在工具网格上的一切
* I0 g& [* v& @& z. d, M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
' e: b6 v6 X/ I+ p, ]位置点在目前的算法中还需求转换成ASCII
/ y2 e- }: U5 a, ~6 `格式，然后，再输入到 CAD 软件中，应用
' m. q4 y9 L. P软件中的重构功用产生新的补偿（可加工）
+ Z0 [* ^# W' U/ d# _曲面.

结果与讨论
( z+ n/ l" R. p) Y5 B+ G" F" {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