[发明专利]一种基于高斯过程的板材折弯回弹预测方法

说明书

本发明涉及板材折弯回弹预测领域，公开了一种基于高斯过程的板材折弯回弹预测方法。通过建立三维模型，将模型文件导入Dynaform软件中，划分网格并定义材料，在Dynaform软件中单元类型采用壳单元，求解算法就采用显隐式结合的方法；然后，针对板材折弯过程设计正交实验表，选取板材宽度、板料厚度、压边力和目标角度作为影响因子。通过Dynaform软件来进行折弯成型回弹量的模拟分析，以获取各所述样本点对应的回弹量的数值；最后，建立高斯过程模型，选择板材宽度、板料厚度、压边力以及目标角度作为输入参数；选择板材折弯回弹量来作为高斯过程的输出；将当前待预测的各项参数输入，通过高斯过程预测生成折弯回弹角预测结果，完成折弯回弹成型预测。

技术领域

本发明涉及板材折弯回弹预测领域，特别涉及了一种基于高斯过程的板材折弯回弹预测方法。

背景技术

板材在加工过程的折弯过程实现主要就是依靠折弯机来完成，板材折弯加工的原理就是折弯机的上模与下模具之间作用力施加于材料上，使板材产生塑性变形，产生目标所需的角度来完成折弯的目的。而在板料折弯成形中回弹是不可避免的物理现象。因为板材在折弯成形过程中不但存在塑性变形，还存在弹性变形，卸载后由于弹性变形的恢复，即产生回弹现象。成形后的回弹量影响着折弯件的最终形状，当回弹量超过允许范围时就成为成形缺陷。回弹问题的存在会影响折弯件的形状尺寸精度以及后续的工序使用可靠性。因此精确的计算折弯件件的回弹量大小和之后补偿措施的就显得尤为重要。

因为板材在折弯的过程中会出现回弹现象，而目前的研究现状还没有能够从根本上控制板材折弯回弹这个问题，国内对自由折弯工艺的研究大多数是集中于工程应用上，多数以试验纪录为主。目前国外在折弯回弹的研究上主要有理论解析法、有限元模拟分析法和反复记录实验。其中理论解析法是理论基础最为充分的方法，从几何原理与折弯原理着手研究，主要是通过解析和增量等方法对板材来进行分析，并结合成形工艺讨论零件所发生的变化及变化的机理，分析影响回弹的主要因素，对V形折弯，U形折弯简单弯曲现象都能很好的解释。

有限元分析方法能够对各种形状的折弯件都能做出准确预测模拟，目前已经能够通过有限元的模拟对板材的折弯成形状况进行较为准确的预测，但对于折弯成形精度方面预测的精确度依然有所欠缺，这是由于在板料成是一个存在大量强非线性问题的力学过程，分析较为复杂，使得对板料的精度如回弹等问题上精度不高，为了提高对成形精度的预测，国内外外学者们对材料模型、求解过程和求解算法等方面进行了大量的研究，并取得了一定的进展。但是由于这种方法本身的复杂性，所以对于各种样式的板料而言，难以使用统一标准应用于工业生产中。反复记录实验法是现在市面上应用最为广泛的手段，但是存在效率低下的缺点。

Dynaform是一款专门的板料CAE工具，它具有强大的前后处理功能，其求解器使用的是LS-DYNA。在模拟过程中，通常是先进行完全部的成形内容后，最后对回弹进行模拟，这主要是因为回弹是从复杂的全应力状态转向弹性卸载的过程，其复杂程度远远大于弹性结构的变形计算，将成形与回弹分开可以更好的对成形进行模拟，令对成形质量的预测更加的准确，此时成形模拟过程中产生的误差就会积累起来，令对回弹的预测更加的困难，而且每次有限元仿真只能完成一个模型预测，进行多个仿真就会费时费力。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供了一种基于高斯过程的板材折弯回弹预测方法，通过有限元仿真完成数据的采集并通过高斯过程完成回弹量的预测，之后通过实验来验证其可行性和实用性，使其能够为后续实际加工补偿提供数据，实现一种板材折弯过程中智能生成回弹规律的预测方式。

本发明通过如下技术方案实现：一种基于高斯过程的板材折弯回弹预测方法，包括以下步骤：

步骤一、在Dynaform软件中单元类型采用壳单元，为了在模拟时为保证精确，求解算法就采用显隐式结合的方法；

步骤二、利用三维建模软件来建立毛坯、上模和下模的三维模型，之后将所建立的模型文件导入Dynaform软件中，划分网格并定义材料；为后续的有限元仿真做准备；