钣金成形与组装模拟方法技术

一种计算机实施的模拟和优化零件的成形和组装工序的方法，它包括：通过成形模拟(20)模拟成形工序(2)，从而生成与至少一个成形零件(3)的参考几何形状(10)相对应的回弹零件模拟模型(30)；基于至少一个成形零件(3)的回弹零件模拟模型(30)，通过组装模拟(40)来模拟组装工序(4)，并生成组装后的回弹零件模拟模型(50)，其中，如果组装后的回弹零件模拟模型(50)的几何形状与参考几何形状(10)不匹配，反复调整补偿后的回弹零件几何形状(60)，并重复基于此的组装模拟(40)，直到组装后的回弹零件模拟模型(50)与参考几何形状(10)匹配，从而得到优化的补偿后的回弹零件几何形状(60)。在此基础上，确定零件和用于成形零件的工具的设计并制造该零件和工具。并制造该零件和工具。并制造该零件和工具。

【技术实现步骤摘要】
钣金成形与组装模拟方法


[0001]本专利技术涉及用于制造零件、特别是钣金零件的设计过程领域以及用于制造它们的工具。它涉及模拟和优化零件成形和组装过程的方法。

技术介绍

[0002]在设计用于制造由钣金成形工艺制成的零件的工艺和工具以及随后组装多个此类成形零件时，已知使用FEM(有限元方法)模型对成形工序和组装工序两者进行数值模拟。这种模拟考虑零件的几何形状和材料特性，计算零件受到加工和组装工具和力时诸如应力和应变之类的内部状态，并分别计算成形和组装后零件的几何形状和内部状态。在模拟组装工序后评估结果可以显示与零件不希望的变形或由过度内力造成的损坏相关的问题。基于这样的评估，人们可以修改该组装的设计，从而也可以修改零件的设计，以避免出现问题。给定修改后的设计，可以重复成形和组装操作的模拟。但是，设计过程可能很复杂，并且重复执行此类模拟的计算成本可能很高。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术的一个目的是创建一种模拟和优化最初提到的类型的零件的成形和组装工序的方法，该方法尤其是在计算工作量方面比已知方法更高效。
[0004]该目的通过根据权利要求的模拟和优化成形和组装件的过程的方法来实现。
[0005]该计算机实施的方法用于模拟和优化零件的成形和组装工序，其中该过程包括
[0006]·
至少一种成形工序，其用于特别是由钣金坯产生相关的至少一个成形零件，和
[0007]·
用于由所述至少一个成形零件和至少一个第二零件生成组装件的组装工序，
[0008]其中，
[0009]·
至少一个成形工序借助成形模拟被模拟，从而产生对应于所述至少一个成形零件的参考几何形状的回弹零件模拟模型；
[0010]·
基于所述至少一个成形零件的回弹零件模拟模型，组装工序借助组装模拟被模拟，并生成组装后的回弹零件模拟几何形状；
[0011]其中，如果组装后的回弹零件模拟几何形状与参考几何形状不匹配，则迭代地调整补偿后的回弹零件几何形状，借助组装模拟而基于补偿后的回弹零件几何形状模拟组装工序，在组装操作迭代循环中，生成组装后的回弹零件模拟几何形状的迭代版本，直到组装后的回弹零件模拟几何形状与参考几何形状匹配，
[0012]对应于匹配于参考几何形状的组装后的回弹零件模拟几何形状的补偿后的回弹零件几何形状是优化的补偿后的回弹零件几何形状。
[0013]与参考几何形状不匹配的组装后的回弹零件模拟几何形状被理解为意味着两个几何形状之间的差异超过阈值。
[0014]以这种方式，无需进行计算成本高昂的多次成形模拟，即可确定优化的补偿后的回弹零件几何形状。
[0015]此外，通过在组装操作迭代循环内执行优化，整个过程的复杂性降低，这允许用户与过程交互以更有效的方式工作。
[0016]在实施例中，该方法包括以下进一步步骤：对于至少一个成形零件，确定补偿后的工具几何形状和参数以限定用于创建带有回弹零件模拟几何形状的所述至少一个成形零件的相应工序，其中回弹零件模拟几何形状接近或等于优化的补偿后的回弹零件几何形状。
[0017]以此方式，确定工具和工序的参数，特别是用于成形工序的工具的形状。这可以在单遍成形模拟中完成。由于该补偿后的工具几何形状和参数基于优化的补偿后的回弹零件几何形状，因此它们可以称为优化的补偿后的工具几何形状和参数。
[0018]在实施例中，方法包括通过迭代修改补偿后的工具几何形状，在成形操作迭代循环中确定优化的补偿后的工具几何形状，并基于补偿后的工具几何形状执行成形模拟，生成回弹零件模拟模型的迭代版本，直到回弹零件模拟几何形状与优化的补偿后的回弹零件几何形状匹配。
[0019]这允许更准确地确定优化的补偿后的工具几何形状。这可以是该方法的最后一步，其中迭代程序用于提高最终(优化的补偿后的)工具几何形状的精度。这与程序的早期阶段形成对比，其中成形模拟的结果被输入到组装模拟中，并且可以容忍较低的精度，并且可以仅执行一次组装模拟，无需迭代地调整工具几何形状以获得所需的参考几何形状。
[0020]在实施例中，当在组装操作迭代循环中迭代地调整补偿后的回弹零件几何形状时，组装模拟基于
[0021]·
根据补偿后的回弹零件几何形状
[0022]·
与作为回弹零件模拟模型一部分的回弹零件模拟内部状态相结合。
[0023]尽管这将迭代调整的几何形状与原始成形模拟的内部状态相结合，但组装模拟的结果足够准确。这节省了为补偿后的回弹零件几何形状的每个修改几何形状确定模拟内部状态的工作。
[0024]在实施例中，为了利用补偿后的回弹零件几何形状与回弹零件模拟内部状态，回弹零件模拟几何形状被计数为补偿后的零件几何形状或反之，以在两个几何形状之间创建映射，并且基于该映射，该回弹零件模拟内部状态被映射到补偿后的回弹零件几何形状的形状。
[0025]补偿后的回弹零件几何形状与映射到该几何形状的回弹零件模拟内部状态一起形成模拟模型，该模拟模型用作与该零件相关的组装模拟的起点。
[0026]在实施例中，在通过所述成形模拟来模拟所述至少一个成形工序而生成回弹零件模拟模型的步骤中，该回弹零件模拟模型由成形模拟的单次执行确定。
[0027]因此，无需根据参考几何形状对工具几何形状进行迭代调整，即可确定回弹零件模拟模型。根据情况，这可能足够准确，因为它为后续迭代循环创建了起点。
[0028]在实施例中，在通过所述成形模拟来模拟所述至少一个成形工序而生成回弹零件模拟模型的步骤中，该回弹零件模拟模型由成形操作迭代循环确定，用迭代调整的工具几何形状替换工具几何形状并执行成形模拟，直到回弹零件模拟几何形状与参考几何形状的偏差足够小。
[0029]因此，回弹零件模拟模型通过工具几何形状的迭代调整来确定，使回弹零件模拟
几何形状更接近参考几何形状。根据情况，这可以通过提供更好的起点来提高后续迭代循环的效率。
[0030]在实施例中，组装工序包括焊接两个以上零件、零件的包边和封接中的一种或多种，相应地组装模拟包括焊接、包边或封接的一种或多种模拟。
[0031]一种设计用于制造零件的工具的方法，包括执行用于模拟和优化零件成形和组装工序的步骤，从而确定补偿后的参考几何形状，并制造具有由补偿参考几何形状限定的形状的工具。
[0032]一种设计使用工具制造的零件的方法，包括执行模拟和优化成形和组装工序的步骤，从而确定补偿后的参考几何形状，并且制造具有由补偿后的回弹零件几何形状限定的形状的零件，并且可选地制造包括该零件的组装件。
[0033]该方法特别适用于包括作为钣金成形工序的成形工序和组装件的后续过程的制造方法。用于组装件的过程可以包括组装工序和/或涉及卷边和/或封接。
[0034]在组装工序中，组装后的零件由两个以上的子零件或零部件组装成。组装零部件会导致它们变形，偏离所需的标称几何形状或参考几何形状。
[0035]零件的几本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算机实施的模拟和优化零件的成形和组装过程的方法，其中该方法包括：
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至少一个成形工序(2)，其用于特别是由钣金坯(1)产生相关的至少一个成形零件(3)，和
·
用于由所述至少一个成形零件(3)和至少一个第二零件生成组装件(5)的组装工序(4)，其中，
·
所述至少一个成形工序(2)借助成形模拟(20)被模拟，从而产生对应于所述至少一个成形零件(3)的参考几何形状(10)的回弹零件模拟模型(30)；
·
基于所述至少一个成形零件(3)的回弹零件模拟模型(30)，所述组装工序(4)借助组装模拟(40)被模拟，并且生成组装后的回弹零件模拟几何形状(51)；其中，如果组装后的回弹零件模拟几何形状(51)与参考几何形状(10)不匹配，则迭代地调整补偿后的回弹零件几何形状(60)，借助组装模拟(40)基于补偿后的回弹零件几何形状(60)模拟组装工序(4)，在组装操作迭代循环中，生成组装后的回弹零件模拟几何形状(51)的迭代版本直至所述组装后的回弹零件模拟几何形状(51)与所述参考几何形状(10)匹配，对应于匹配于参考几何形状(10)的组装后的回弹零件模拟几何形状(51)的补偿后的回弹零件几何形状(60)是优化的补偿后的回弹零件几何形状(60)。2.根据权利要求1所述的方法，包括以下进一步步骤：对于所述至少一个成形零件(3)，确定补偿后的工具几何形状(38)和参数以限定用于制造带有回弹零件模拟几何形状(31)的所述至少一个成形零件(3)的相应工序，其中该回弹零件模拟几何形状(31)接近或等于优化的补偿后的回弹零件几何形状(60)。3.根据权利要求2所述的方法，包括通过迭代修改补偿后的工具几何形状(38)在成形操作迭代循环中确定优化的补偿后的工具几何形状，并基于所述补偿后的工具几何形状(38)执行所述成形模拟(20)，生成回弹零件模拟模型(30)的迭代版本，直至所述回弹零件模拟几何形状(31)与优化的补偿后的回弹零件几何形状(60)匹配。4.根据权利要求1所述的方法，其中，当在组装操作迭代循环中迭代地调整补偿后的回弹零件几何形状(60)时，所述组装模拟(40)基于
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依据所述补偿后的回弹零件几何形状(60)的几何形状
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与作为回弹零件模拟模型(30)一部分的回弹零件...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：汽车成型工程有限公司，
类型：发明
国别省市：