【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及塑料成型结构设计，具体涉及一种基于内应力的产品翘曲优化方法以及系统。
技术介绍
1、塑料产品在注塑成型过程必然会翘曲变形，为了降低产品的翘曲变形，一般可以在结构和工艺上两方面进行改进。常见的结构改进是在产品上的某些位置设计加强筋或平滑过渡等结构特征实现减小变形，这非常依赖设计师的工程经验，效果不能保证，对不同形状或结构的产品适用性差；而基于注塑工艺的变形优化涉及模具加工、修模以及工艺验证，耗时长，成本高。
2、cn116766487a公开了一种基于moldflow的防翘曲生产方法，首先，通过moldflow的仿真分析，自动测算得到并优化理论变形量，从而得到翘曲的预变形量；然后，根据预变形量通过不同保压参数的翘曲值来建立保压时间和保压压力的标准参数；再根据预变形量和标准保压参数来进行试模和修模，直至产品的成型尺寸符合要求即可实现量产。该防翘曲生产方法基于moldflow的仿真分析依次确定模具的预变形量以及保压工艺的标准参数，减少修模次数，降低修模成本，使得前期开发投入的成本降低，并提高生产开发的质量和效率。毋庸置疑，上述专利文献公开的技术方案是所属
的一种有益的尝试，但是该方法是在制品成型后，通过优化工艺，修模调整模具等去实现减少变形，在实际生产过程中，修模调整工艺是一个极其耗时耗力的过程，同时还涉及制造成本的增加。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于内应力的产品翘曲优化方法以及系统，能够对产品结构进行改进优化，减少产品的翘曲
2、本专利技术中的一种基于内应力的产品翘曲优化方法，所述方法基于对产品三维模型进行模流分析后直接或间接获取的产品的关键位置或者全部位置的内应力参数作为结构力学仿真的初始工况，并在此基础上进行力学仿真分析，将形变最小或者产品刚度最大化作为拓扑优化的目标进行结构优化，获取优化结果作为产品翘曲优化的改进依据。
3、本专利技术中的基于内应力的产品翘曲优化方法的其中一可选技术方案为：所述方法包括以下步骤：
4、a1、获取产品的三维模型；
5、a2、对所述产品的三维模型进行模流分析，并从模流分析结果获取该产品的关键位置的内应力参数；
6、a3、建立产品的计算机辅助工程模型；
7、a4、基于内应力参数获得对应所述关键位置的等效外力；
8、a5、将所述等效外力加载至步骤a3中的所述计算机辅助工程模型对应所述关键位置的节点，作为初始工况；
9、a6、对步骤a5中的所述计算机辅助工程模型进行仿真，将形变最小或者产品刚度最大化作为拓扑优化的目标进行结构优化，得到优化结果；
10、a7、基于优化结果对产品的三维模型进行结构改进，获得优化后的产品。
11、进一步，在步骤a2中的所述关键位置是指在模流分析结果中的关键节点的密集局域，所述关键节点的获取方式为：将所有节点按照变形量的大小进行排序，选取变形量前n%的节点作为关键节点，其中n为不大于10的正数。
12、进一步，步骤a4包括以下步骤：a401a、获取模流结果中关键节点的密集局域的平均应力和横截面积，基于所述平均应力以及横截面积计算等效外力，其中，等效外力=平均应力×横截面积；
13、或者步骤a4包括以下步骤：a401b、选取模流结果中的关键节点，在计算机辅助工程模型中对应各个所述关键节点的位置加载强制位移，分析得到各个所述关键节点的等效外力。
14、本专利技术中的基于内应力的产品翘曲优化方法的另一可选技术方案为：所述方法包括以下步骤：
15、b1、获取产品的三维模型；
16、b2、对所述产品的三维模型进行模流分析，并从模流分析结果提取该产品的内应力文件，所述内应力文件即为该产品的全部位置的内应力参数；
17、b3、建立产品的计算机辅助工程模型；
18、b4、将所述内应力文件映射至所述计算机辅助工程模型上；
19、b5、对步骤b4中的所述计算机辅助工程模型进行仿真，将形变最小或者产品刚度最大化作为拓扑优化的目标进行结构优化，得到优化结果；
20、b6、基于优化结果对产品的三维模型进行结构改进，获得优化后的产品。
21、进一步，在步骤b4中，通过点对点的方式在所述计算机辅助工程模型中修改以实现将所述内应力文件映射至所述计算机辅助工程模型上，或者通过digimat软件直接将所述内应力文件映射至所述计算机辅助工程模型上。
22、本专利技术中的一种基于内应力的产品翘曲优化系统，包括：
23、建模模块，用于建立产品的三维模型；
24、模流分析模块，用于对所述产品的三维模型进行模流分析，并用于从模流分析结果获取该产品的关键位置的内应力参数；
25、力学仿真模块，用于建立产品的计算机辅助工程模型，用于将基于内应力参数获得的关键位置的等效外力加载至所述计算机辅助工程模型，以及用于对已加载等效外力的所述计算机辅助工程模型进行仿真和拓扑优化。
26、进一步，所述建模模块为ug、solidworks、catia或者pro/e软件；所述模流分析模块为moldflow软件；所述力学仿真模块为cae软件。
27、本专利技术中的一种基于内应力的产品翘曲优化系统，包括：
28、建模模块，用于建立产品的三维模型；
29、模流分析模块，用于对所述产品的三维模型进行模流分析，并用于从模流分析结果提取该产品的内应力文件；
30、力学仿真模块，用于建立产品的计算机辅助工程模型，以及用于对已映射所述内应力文件的所述计算机辅助工程模型进行仿真和拓扑优化；
31、映射模块，用于将所述内应力文件映射至所述计算机辅助工程模型。
32、进一步，所述建模模块为ug、solidworks、catia或者pro/e软件；所述模流分析模块为moldflow软件；所述力学仿真模块为cae软件，所述映射模块为digimat软件。
33、本专利技术的有益效果是：
34、（1）本专利技术将内应力作为前置工况条件，将形变最小或者产品刚度最大化作为拓扑优化的目标，拓扑优化产品的结构，根据拓扑后的结构，相应的对产品结构进行改进优化，最终减少产品的翘曲变形。由于不涉及模型加工、修模以及工艺验证，能够减少耗时以及生产成本。
35、（2）本专利技术中的两种优化方法均具有前置工况条件少的优势，其中一优化方法能够筛选出关键位置进行优化，分析时间短且计算量小，另一优化方法直接将产品的整体的内应力文件映射至计算机辅助工程模型进行仿真优化，计算更加准确。
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1.一种基于内应力的产品翘曲优化方法，其特征在于：所述方法基于对产品三维模型进行模流分析后直接或间接获取的产品的关键位置或者全部位置的内应力参数作为结构力学仿真的初始工况，并在此基础上进行力学仿真分析，将形变最小或者产品刚度最大化作为拓扑优化的目标进行结构优化，获取优化结果作为产品翘曲优化的改进依据。
2.根据权利要求1所述的基于内应力的产品翘曲优化方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于内应力的产品翘曲优化方法，其特征在于：在步骤A2中的所述关键位置是指在模流分析结果中的关键节点的密集局域，所述关键节点的获取方式为：将所有节点按照变形量的大小进行排序，选取变形量前N%的节点作为关键节点，其中N为不大于10的正数。
4.根据权利要求3所述的基于内应力的产品翘曲优化方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的基于内应力的产品翘曲优化方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的基于内应力的产品翘曲优化方法，其特征在于：在步骤B4中，通过点对点的方式在所述计算机辅助工程模型中修改以实现将所述内应力
7.一种基于内应力的产品翘曲优化系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的基于内应力的产品翘曲优化系统，其特征在于：所述建模模块为UG、Solidworks、CATIA或者Pro/E软件；所述模流分析模块为Moldflow软件；所述力学仿真模块为CAE软件。
9.一种基于内应力的产品翘曲优化系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的基于内应力的产品翘曲优化系统，其特征在于：所述建模模块为UG、Solidworks、CATIA或者Pro/E软件；所述模流分析模块为Moldflow软件；所述力学仿真模块为CAE软件，所述映射模块为Digimat软件。
...【技术特征摘要】
1.一种基于内应力的产品翘曲优化方法，其特征在于：所述方法基于对产品三维模型进行模流分析后直接或间接获取的产品的关键位置或者全部位置的内应力参数作为结构力学仿真的初始工况，并在此基础上进行力学仿真分析，将形变最小或者产品刚度最大化作为拓扑优化的目标进行结构优化，获取优化结果作为产品翘曲优化的改进依据。
2.根据权利要求1所述的基于内应力的产品翘曲优化方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于内应力的产品翘曲优化方法，其特征在于：在步骤a2中的所述关键位置是指在模流分析结果中的关键节点的密集局域，所述关键节点的获取方式为：将所有节点按照变形量的大小进行排序，选取变形量前n%的节点作为关键节点，其中n为不大于10的正数。
4.根据权利要求3所述的基于内应力的产品翘曲优化方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的基于内应力的产品翘曲优化方法，其特征在于：
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：周柳柳，陈雷，刘林森，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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