[發明專利]一種回彈補償網格模型構建方法

在審

• 申請號: 201810441607.1
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108595886A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 龔志輝
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 長沙惟盛赟鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 43228
• 代理人: 周友福

一種回彈補償網格模型的構建方法以有限元分析為手段，通過回彈仿真計算獲得回彈前后的網格模型，通過對應節點連線的方式構建節點的回彈路徑關系。然后計算各對應節點在回彈前后網格模型上的法矢量，并將回彈后網格模型的法矢量及線段平移到回彈前網格模型的對應節點上，計算出兩法矢量的夾角及構造的平面。然后旋轉平移過去的法矢量及線段，直到與回彈前網格模型上節點的法矢量重合，此時線段的端點即為所求補償的節點。該方法根據回彈前后零件本身特征形態沒有發生變化，僅僅是曲面的曲率發生的改變的特點，根據節點法矢量來旋轉回彈路徑的方法進行節點的反向補償，而有效的保障了回彈補償各節點的位置精度，實現了回彈補償網格模型的精確構建。

技術領域

本發明涉及一種板料沖壓成形領域的回彈克服，尤其是，涉及一種回彈補償網格模型構建方法。

背景技術

回彈是板料沖壓成形無法避免的現象，也是成形缺陷中最難以解決的問題。回彈影響零件的形狀精度，給后續裝配焊接工藝帶來極大的困難。回彈補償法是目前應用最為廣泛的一種解決回彈問題的方法，它通過對模具設計型面進行預修正，使得回彈后的形狀正好與設計模型一致。這種方法可以從根本上消除回彈的影響，目前通常采用基于有限元回彈仿真迭代計算來獲取補償的網格模型，再通過網格模型構建曲面。由于回彈補償是與回彈方向相反地構建補償網格，因此補償過程中如何保證各節點在網格模型中的位置精度，實現補償網格模型的精確構建是其中非常重要的一項工作。目前已有多種回彈補償方法應用于回彈補償網格模型的構建，但這些方法有的無法適用于復雜的三維零件，有的構建時誤差較大。因此，現在急需要提供構建一種回彈補償網格模型，其能夠實現較高的精度，而且適應復雜的三維零件，有效地解決板料沖壓成形產生的回彈問題。

發明內容

本發明提供了一種回彈補償網格模型構建方法，包括如下步驟：

1）根據零件三維形狀構建合適的沖壓工藝模型，并應用有限元進行仿真計算，獲得回彈前和回彈后的由多個節點組成的具有單元網格的網格模型；

2）建立回彈前后網格模型中相對應的節點的運動路徑關系，形成節點之間的連接線段；

3）獲取各所述對應的節點在回彈前的網格模型上的回彈前法矢量及在回彈后的網格模型上的回彈后法矢量；

4）將回彈后網格模型上的節點的所述回彈后法矢量和所述連接線段平移至回彈前網格模型上對應節點位置；

5）計算相應節點的回彈前和回彈后法矢量所形成的夾角及構成的平面；

6）旋轉所述連接線段及步驟4）中平移后的節點的所述回彈后法矢量，直到該回彈后法矢量與成形仿真后節點對應的所述回彈前法矢量重合，此時所述連接線段的端點即為所求的補償節點的位置。

在一個方面，在步驟1）中，所采用的單元網格可是三角形網格，也可是四邊形網格，并且在回彈仿真計算中為了保證前后節點對應不能采用網格粗化計算。

在另一個方面，在步驟2）中，所述對應節點的尋找通過相同節點編號進行尋找，用直線連接回彈前后的對應節點構成節點回彈運動路徑關系，從而形成節點之間的連接線段。

在另一個方面，在步驟3）中，節點的回彈前和回彈后法矢量求解可通過采用網格偏置后連接偏置網格對應節點構建。

在另一個方面，在步驟6）中，旋轉的角度的大小與步驟5）計算的夾角相同，旋轉的方位由步驟5）中構建的平面確定。

在另一個方面，在步驟6）后，在得到一個回彈補償點之后，然后對所有補償點按照上述步驟依次進行操作，從而獲得的補償節點就是精確的補償節點，進而獲得所有的補償節點，從而根據獲得的補償節點，最后得到完整的補償的網格模型。

在另一個方面，所述方法形成的所述回彈補償網格模型的精確可用于對板料沖壓成形的精確補償，實現良好的零件形狀精度。