基于局部坐标系加载的型材拉弯成形精确仿真方法技术

一种基于局部坐标系加载的型材拉弯成形精确仿真方法，根据CAE模拟得到的预拉伸结果，对局部坐标系中的离散位置特征曲线进行伸长量补偿，并通过动态显式算法进行成形仿真，最后对得到的加载路径进行细微调整，得到精确仿真结果。本发明专利技术能够准确模拟实际拉弯加载轨迹，从而提高拉弯成形仿真结果精度与效率的方法。

【技术实现步骤摘要】
基于局部坐标系加载的型材拉弯成形精确仿真方法
本专利技术涉及一种机械加工领域的技术，具体是一种基于局部坐标系加载方式的型材拉弯成形的仿真预测方法。
技术介绍
型材拉弯工艺加载过程复杂，实际加工制造中为满足零件设计精度，需要花费大量人力物力对工艺过程进行调试。目前，随着定制产品的多样性，拉弯型材的毛坯从简单截面向复杂薄壁截面特征发展，拉弯型材几何特征也表现出纵向长度长(长度超过1000mm)、弯曲曲率半径变化大(从2000mm到5000mm变化)的新特点。目前型材拉弯加工的方式主要有转台式拉弯、张臂式拉弯与柔性拉弯，其中柔性拉弯由于可实现变曲率半径弯曲、成形性能好等优势被应用广泛，其加载过程是利用夹具夹持板料一端进行轴向预拉伸，达到材料塑性屈服后，夹具开始带动板料按照一定轨迹拉伸，使得零件弯曲成形，最后根据零件成形状态进行补拉，运动过程中轴向加载的引伸力不变。型材拉弯成形分析主要方法分为理论计算与有限元仿真计算，由于拉弯工艺过程与产品设计本身的复杂性，理论计算无法准确求解，计算机辅助工程(CAE)技术的优势突出。为提高仿真精度，需要能够准确模拟拉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于局部坐标系加载的型材拉弯成形精确仿真方法，其特征在于，根据CAE模拟得到的预拉伸结果，对局部坐标系中的离散位置特征曲线进行伸长量补偿，并通过动态显式算法进行成形仿真，最后对得到的加载路径进行细微调整，得到精确仿真结果；/n所述的局部坐标系，具体为CAE中的夹具模型上建立的坐标系，其X’方向为板料夹持端的长度方向，Y’为板料宽度方向，Z’为板料厚度方向。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于局部坐标系加载的型材拉弯成形精确仿真方法，其特征在于，根据CAE模拟得到的预拉伸结果，对局部坐标系中的离散位置特征曲线进行伸长量补偿，并通过动态显式算法进行成形仿真，最后对得到的加载路径进行细微调整，得到精确仿真结果；
所述的局部坐标系，具体为CAE中的夹具模型上建立的坐标系，其X’方向为板料夹持端的长度方向，Y’为板料宽度方向，Z’为板料厚度方向。


2.根据权利要求1所述的基于局部坐标系加载的型材拉弯成形精确仿真方法，其特征是，具体包括：
步骤一、根据拉弯成形产品所设计的初始坯料形状与尺寸，对其进行网格划分后，将网格模型与材料参数导入CAE，进行板料拉弯成形过程中的预拉仿真，获得预拉后的变形结果；
步骤二、提取夹具运动过程中板料在离散位置的特征曲线作为拉弯过程中的状态，结合预拉变形结果中的板料伸长量对直线部分进行线性延长，即直线长度加上预拉过程后的伸长量，以此获得恒力加载下板料加载过程中的近似状态，根据板料截面形状与延长后的曲线位置重构夹具模型，通过读取曲线末端点即夹具参考点在全局坐标系下不同位置的坐标差来获取加载路径参数，其中：离散位置即拉弯中间过程中特定时间点下的板料位置，特征曲线分为贴模曲线部分和相切于模具的直线部分；
步骤三、将步骤二获得的加载路径参数导入CAE中，在夹具上建立局部坐标系；
步骤四、根据实际情况设置待测板料与拉弯模具之间的接触参数；
步骤五、基于步骤四设置的参数进行拉弯成形过程仿真计算，得到近似的拉弯成形仿真过程，然后基于成形结果的贴模性进行评估，对超过图纸规定范围进行细微调整，从而得到符合实际工况的成形仿真模型。


3.根据权利要求2所述的基于局部坐标系加载的型材拉弯成形精确仿真方法，其特征是，为了保证成形精度，网格在厚度方向上的层数划分3-5层，网格最小尺寸为0.5mm。


4.根据权利要求2所述的基于局部坐标系加载的型材拉弯成形精确仿真方法，其特征是，所述的模型采用Lemaitre和Chaboche随动强化模型，具体为：其中：αij为背应力张量，σij为应力张量、σe为Mises等效应力、εp为塑性应变、C、γ为待拟合参数。


5.根据权利要求2所述的基于局...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔峻辉，赵亦希，郑高媛，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31