[发明专利]一种基于最优化方法的回弹补偿系数获取方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及冲压件模具型面设计技术领域,尤其是指一种基于最优化方法的回弹补偿系数获取方法。

背景技术

所谓回弹，是指板料成形的最后阶段，随着变形力的消失，成形过程中存储的弹性变形能释放出来，引发内应力的重组，进而导致零件整体形状的改变。因而在制作冲压零件的过程中，当冲压零件从冲压模具中退出时，冲压零件会产生回弹，成型后冲压零件的尺寸不再等于冲压模具几何型面的尺寸，如果按照零件设计的几何型面加工冲压模具的几何型面，由于回弹的影响，那最后加工得到的零件尺寸将不满足设计的要求。近年来，随着高强度钢板和铝合金板在汽车上的大量应用，汽车冲压零件的回弹控制便显得越来越重要。

冲压零件的回弹控制方法大体来说有两种：一是工艺控制法，通过改变冲压工艺参数来提高零件拉伸效应以减小回弹，但该方法无法完全消除回弹；二是模具型面补偿法，通过对模具设计几何型面进行预修正，使得零件冲压回弹仿真后几何型面正好与零件设计几何型面一致，这种方法可以从根本上消除回弹的影响。而在使用模具型面补偿法对冲压零件进行回弹控制时，零件回弹补偿后几何型面的获取是补偿过程的难点，而零件回弹补偿后几何型面与回弹补偿系数有关，零件回弹补偿后几何型面与回弹补偿系数的关系可表示为：C＝R+a(S-R)，其中，C表示零件回弹补偿后几何型面，R表示零件设计几何型面，S表示零件冲压回弹仿真后几何型面，a表示回弹补偿系数。因而，若得知零件设计几何型面、零件冲压回弹仿真后几何型面和回弹补偿系数，即可根据零件设计几何型面、零件冲压回弹仿真后几何型面和回弹补偿系数获得零件回弹补偿后几何型面。由此可见，零件回弹补偿后几何型面的获取关键在于回弹补偿系数的选取，合适地选取满足设计要求的回弹补偿系数显得十分重要，而在现有的冲压回弹仿真过程中，工程师通常是根据实践经验以及参考类似的工程设计来人工判断确定回弹补偿系数的，基于该回弹补偿系数，对零件设计几何型面进行回弹补偿，生成零件回弹补偿后几何型面，然后，对零件回弹补偿后几何型面进行冲压回弹仿真分析，得到零件冲压回弹仿真后几何型面，如果所获得的零件冲压回弹仿真后几何型面满足设计要求，便停止对零件回弹补偿后几何型面的冲压回弹仿真分析，如果获得的零件冲压回弹仿真后几何型面不满足设计要求，工程师需根据实践经验以及参考类似的工程设计来人工重新调整回弹补偿系数，再次对零件回弹补偿后几何型面进行冲压回弹仿真分析，直到获得的零件冲压回弹仿真后几何型面状满足设计要求。

由此可见，现有获取满足设计要求的回弹补偿系数是一个工作繁琐、效率低下的过程，由于工程师实验经验限制，很难一下子就寻找到满足设计要求的回弹补偿系数，如何能快速高效寻找满足设计要求的回弹补偿系数是该领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

为克服上述现有技术中存有的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于最优化方法的回弹补偿系数获取方法，该方法可快速高效地获取到满足设计要求的回弹补偿系数，避免了工程师人工对回弹补偿系数的反复调整，提高工作效率。

一种基于最优化方法的回弹补偿系数获取方法,该方法包括以下步骤:A.以回弹补偿系数作为设计变量，以零件冲压回弹仿真后几何型面的节点分布与零件设计几何型面的节点分布之间的差值作为目标函数；B.对零件设计几何型面进行网格划分，获得零件设计几何型面的节点分布；C.运用有限元分析方法对零件设计几何型面的节点分布进行初始的冲压回弹仿真分析，获取零件冲压回弹仿真后几何型面的节点分布；D.设定回弹补偿系数的取值区域，并在该取值区域内随机生成回弹补偿系数取值，设定零件冲压回弹仿真后几何型面与零件设计几何型面之间的最大允许误差；E.根据回弹补偿系数取值、零件设计几何型面的节点分布和零件冲压回弹仿真后几何型面的节点分布获得零件回弹补偿后几何型面的节点分布；F.对零件回弹补偿后几何型面的节点分布进行冲压回弹仿真分析，获得新的零件冲压回弹仿真后几何型面的节点分布；G.判断零件冲压回弹仿真后几何型面的节点分布与零件设计几何型面的节点分布之间的差值是否小于最大允许误差，若是，此时的回弹补偿系数取值为需获取的回弹补偿系数，若否，则基于最优化方法对目标函数的设计变量进行迭代计算，获得新的回弹补偿系数取值，再返回步骤E。