【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复杂曲率板材成型相关，更具体地，涉及一种曲面成型加工线路布置及加工应变计算方法及应用。
技术介绍
1、工程中的曲面板材通常由平板加工而来，在复杂曲率板材成型工艺中，加工线的布置和加工工艺参数的确定是实现精确加工过程的重要依据。因此加工线路布置应具有以下特点：(1)应当得到加工线的布置位置以及加工线上需加工的应变值；(2)应当得到成型加工所需的初始平板形状，且该初始平板形状应当可以加工成为目标曲面形状。对目标曲面板材形状进行曲面展开可以确定其初始平板形状。同时得到曲面展开过程中产生的应变可以用于制定加工方案。
2、目前，通常采用的加工线布置根据人工经验或几何曲率形状确定，通常无法得到目标形状与加工工艺参数的直接对应关系，现有的加工线路布置及加工应变计算方法无法满足复杂曲率板材加工工艺的进一步智能化精细化的要求。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种曲面成型加工线路布置及加工应变计算方法及应用，解决复杂曲率板材加工工艺中应变值无法智能化和精细化获取的问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种曲面成型加工线路布置及加工应变计算方法，该方法包括下列步骤：
3、s1设定初始加工路径，构建目标曲面的有限元模型，在该有限元模型上设置材料属性和材料方向，将该目标曲面展开在平面上求解该展开过程中目标曲面上每个单元格的应变场，将所述初始加工路径投射在目标曲面上，利用每个单元格的应变场求解所述初始
4、s2采用直线对所述初始加工路径进行拟合获得直线加工路径，同时，根据初始加工路径上任意点的最终应变值，采用常数函数对直线加工路径上任意点的应变值进行拟合，以此获得直线加工路径上任意点的应变值；
5、s3将步骤s2中直线加工路径上任意点的应变值施加在初始待加工形状上，求解该应变值对应的变形，变形后的形状作为预测形状，将该预测形状与所述目标曲面进行比较并计算偏差，当偏差小于预设偏差阈值时，输出当前直线加工路径和相应的应变值，当偏差大于预设偏差阈值时，将所述偏差与目标曲面叠加获得新的曲面形状，该新的曲面形状作为新的目标曲面并保持初始加工路径变返回步骤s1，求解获得新的直线加工路径和相应的应变值，直至满足预设偏差阈值。
6、进一步优选地，在步骤s1中，所述初始加工路径的设置按照正交网格、主曲率线或二者的结合设定。
7、进一步优选地，在步骤s1中，所述材料属性设置时按照所述目标曲面的刚度矩阵进行设定，对于弯曲刚度部分，采用各向同性材料，对于面内刚度部分，材料的本构张量按照下列关系式进行：
8、
9、其中，角标1、2表示材料坐标系的1和2方向，系数m应满足m＞1，典型地取m＝100，参数et,ec分别是材料受拉伸和受压缩时的弹性模量，参数γ11,γ22分别是材料在材料坐标系下1和2方向的应变值，c…表示本构张量在材料坐标系1、2方向上的各个分量。
10、进一步优选地，在步骤s1中，所述目标曲面上每个单元格的应变场按照步骤进行计算：
11、(1)计算每个单元格的刚度矩阵；
12、(2)计算目标曲面整体的刚度矩阵；
13、(3)根据设定的载荷和边界条件，并结合所述整体的刚度矩阵获得每个单元格节点位移的方程，并求解每个节点的位移；
14、(4)利用每个节点的位移计算每个单元格对应的应变场。
15、进一步优选地，在步骤s1中，所述初始加工路径上任意点的应变值按照下列方式获得：对于加工路径上的任意点，在垂直于该加工路径的方向上选取多个按照预设规则分配在该加工路径上的多个网格单元，计算所有选取的网格单元应变值的平均值，该平均值作为该任意点处的初始应变值。
16、进一步优选地，所述初始加工路径上任意点处的初始应变值包括面内应变值和弯曲应变值。
17、进一步优选地，对于按照不同的方式设定的初始加工路径，任意点处的最终应变值获取方式不同。
18、进一步优选地，对于按照正交网格线或主曲率线加工路径，任意点处的最终应变值即为初始应变值；对于按照正交网格和主曲率相结合的方式设定的加工路径，在正交网格上的面内应变值作为最终应变值，在主曲率上的弯曲应变值作为最终应变值。
19、按照本专利技术的另一个方面，提供了一种采用曲面成型加工线路布置及加工应变计算的系统，包括处理器，该处理器用于执行上述所述的计算方法。
20、按照本专利技术的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的曲面成型加工线路布置及加工应变计算方法。
21、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具备下列有益效果：
22、1.本专利技术计算从目标曲面展开为平面的应变场，根据该计算的应变场逆推作为从初始平面加工到目标曲面的应变场，该方式…易于实现，可以在计算应变分布的同时得到目标曲面对应的展开形状，并得到加工线在初始平面上的位置；
23、2.本专利技术提出可以适应于不同曲面形状的加工线路布置和加工应变计算方法，对于不同曲面形状，可以根据曲面形状得到曲率线作为加工线路，对于特别复杂的曲面，也可以采用网格线作为加工线路；
24、3.本专利技术在材料属性设置中，对于面内刚度部分，采用一种基于拉压双模量的材料，在材料受拉时，材料具有更小的刚度，更容易发生变形，从而产生更多的拉伸应变，收缩变形很少，使得应变分布更加规则，有利于工艺实现；
25、4.本专利技术提高应变值计算的效率，该方案可以在一次曲面展开有限元计算中完成应变计算，高效的获取展开形状和应变分布，并提取出加工线上的应变值。
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1.一种曲面成型加工线路布置及加工应变计算方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
2.如权利要求1所述的一种曲面成型加工线路布置及加工应变计算方法，其特征在于，在步骤S1中，所述初始加工路径的设置按照正交网格、主曲率线或二者的结合设定。
3.如权利要求1所述的一种曲面成型加工线路布置及加工应变计算方法，其特征在于，在步骤S1中，所述材料属性设置时按照所述目标曲面的刚度矩阵进行设定，对于弯曲刚度部分，采用各向同性材料，对于面内刚度部分，材料的本构张量按照下列关系式进行：
4.如权利要求1所述的一种曲面成型加工线路布置及加工应变计算方法，其特征在于，在步骤S1中，所述目标曲面上每个单元格的应变场按照步骤进行计算：
5.如权利要求1所述的一种曲面成型加工线路布置及加工应变计算方法，其特征在于，在步骤S1中，所述初始加工路径上任意点的应变值按照下列方式获得：对于加工路径上的任意点，在垂直于该加工路径的方向上选取多个按照预设规则分配在该加工路径上的多个网格单元，计算所有选取的网格单元应变值的平均值，该平均值作为该任意点处的初始应变值。
...【技术特征摘要】
1.一种曲面成型加工线路布置及加工应变计算方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
2.如权利要求1所述的一种曲面成型加工线路布置及加工应变计算方法，其特征在于，在步骤s1中，所述初始加工路径的设置按照正交网格、主曲率线或二者的结合设定。
3.如权利要求1所述的一种曲面成型加工线路布置及加工应变计算方法，其特征在于，在步骤s1中，所述材料属性设置时按照所述目标曲面的刚度矩阵进行设定，对于弯曲刚度部分，采用各向同性材料，对于面内刚度部分，材料的本构张量按照下列关系式进行：
4.如权利要求1所述的一种曲面成型加工线路布置及加工应变计算方法，其特征在于，在步骤s1中，所述目标曲面上每个单元格的应变场按照步骤进行计算：
5.如权利要求1所述的一种曲面成型加工线路布置及加工应变计算方法，其特征在于，在步骤s1中，所述初始加工路径上任意点的应变值按照下列方式获得：对于加工路径上的任意点，在垂直于该加工路径的方向上选取多个按照预设规则分配在该加工路径上的多个网格单元，计算所有选取的网格单元应变值的平均值，该平均值作为...
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