[发明专利]一种钣金冲压成型工艺仿真系统及仿真方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种仿真系统及仿真方法，尤其是涉及一种钣金冲压成型工艺仿真系统及仿真方法。

背景技术

目前采用的DYNAFORM软件操作流程较复杂，不支持零件所有工序的一次性仿真分析，零件的仿真过程无法实现无缝结合。

现有技术方案采用DYNAFORM软件的自动设置模块，该模块只具备单工序分析功能。因为所有零件冲压过程一般为多工序，现有的技术方案为单工序分析，故零件多工序分析无法一次性完成设置。例如以铁路货车的下侧门板为例，下侧门板具备重力加载、成型、修边、回弹四道仿真工序，自动设置模块无法实现一次性将四道仿真工序组合成零件冲压仿真模板，故每道仿真工序之间必须通过手工干预，无法自动完成全工序分析。

原来的技术方案分析方法如下：

1）在自动设置模块内，选择重力加载（gravity），设置重力加载分析参数，进行重力加载分析；

2）完成重力加载分析后，在自动设置模块内，选择成型分析(forming)，设置成型分析参数，进行成型仿真分析；

3）完成成型仿真分析后，在自动设置模块内，选择修边分析（trimming），设置修边分析参数，进行修边仿真分析；

4）完成修边仿真分析后，在自动设置模块内，选择回弹分析（springback），设置回弹分析参数，进行回弹仿真分析。

采用该技术方案分析流程比较复杂，而且不同仿真工序的工具位置必须重新设置，无法实现所有工序在设置参数后的自动化分析。

2.2  现有技术的缺点

1）自动设置模块，只能实现单工序分析。由于铁路车辆零件的实际冲压过程一般包括多个工序，现有的自动设置模块没有定制多工序仿真模板，只能采用单工序模块进行分析，单工序模块分析需要对每个工序进行设置，然后完成该工序设置与分析后再进行下一工序的设置与分析，无法实现一次性对零件进行设置与分析，故分析过程比较复杂；

2）由于铁路车辆零件一般包括多个冲压工序，而目前软件中只有单工序模块，故无法提高铁路车辆零件的分析效率。 

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种钣金冲压成型工艺仿真系统，其特征在于，包括壳仿真模块和体仿真模块；所述壳仿真模块包括四个独立的仿真单元，即：壳的拉伸分析单元、壳的回弹分析单元、壳的切边分析单元以及壳的垂直翻边分析单元；所述体仿真模块包括四个独立的仿真单元，即：体的拉伸分析单元、体的回弹分析单元以及体的垂直翻边分析单元。

一种钣金冲压成型工艺仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，用户根据零件的制作工艺选择上述壳仿真模块、或者体仿真模块；

步骤2，选择壳仿真模块、或者体仿真模块，然后选择相应的一个或者多个仿真单元组合；

步骤3，根据向导式的操作步骤，设置相应的单元的参数，然后开始进行仿真。

在上述的一种钣金冲压成型工艺仿真方法，所述的壳的拉伸分析单元和体的拉伸分析单元的参数设定均包括：

参数设定一，网格划分参数：包括板料网格划分参数、工具网格划分

参数

所述板料网格划分参数包括：单元尺寸、最小单元尺寸、最大自适应等级、自适应次数、时间步长

所述工具网格划分参数：包括最大单元尺寸、最小单元尺寸、弦高误差、角度、间隙公差

参数设定二，零件的材料参数：包括应力应变曲线、硬化指数、硬化系数、厚向异性系数；单元公式：选择全积分单元公式；

参数设定三，组装工艺参数：包括工具偏置、摩擦系数、板料与工具间隙；

参数设定四、工序参数：包括上模速度、下模速度、压边圈速度以及速度曲线。

在上述的一种钣金冲压成型工艺仿真方法，所述的壳的回弹分析单元和体的回弹分析单元的参数设定均包括：约束类型、节点力、网格控制；所述网格控制即网格粗化。

在上述的一种钣金冲压成型工艺仿真方法，所述的壳的切边分析单元的参数设定包括：切边线定义、切边类型定义、以及切边方向定义。

在上述的一种钣金冲压成型工艺仿真方法，所述的壳的垂直翻边分析单元和体的垂直翻边分析单元的参数设定均包括：

参数设定一，工具网格划分：包括最大单元尺寸、最小单元尺寸、弦

高误差、角度、间隙公差

参数设定二，组装工艺参数：包括工具偏置、摩擦系数、板料与工具间隙

参数设定三，工序参数：包括上模速度、下模速度、压边圈速度以及速度曲线。