[發明專利]一種多楔帶輪旋壓成形數值模擬的建模方法

有效

• 申請號: 201810519293.2
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108491673B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 王武榮;周敏;秦飛;嚴軍;陳世超;唐季平;韋習成;曹進
• 申請（專利權）人: 南通福樂達汽車配件有限公司;上海大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種多楔帶輪旋壓成形數值模擬的建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.確定旋輪、模具和坯料的工藝參數，包括坯料的材料屬性，旋輪、模具及坯料的幾何模型；

b.通過拉伸實驗，獲得坯料材料的工程應力—工程應變數據，將其轉變為真應力—真應變數據，建立坯料材料的本構方程，并以該數據定義坯料的材料屬性；

c.根據步驟a中獲取的工藝參數，在三維制圖軟件中初步建立多楔帶輪旋壓成形工藝的幾何模型并導入；該幾何模型包括頂模、芯模、底模、坯料、第一道工序的預成形輪和第二道工序精整輪；其中頂模，芯模、底模及兩道工序旋輪均設置為剛體；

d.邊界條件設置，包括設置頂模和底模對坯料夾持的作用力和接觸節點；旋壓過程中接觸設置，包括頂模—坯料、芯模—坯料、底模—坯料、預成形輪—坯料、精整輪—坯料；模具與坯料之間摩擦系數及旋輪與坯料之間摩擦系數按照實際生產情況來設置；

e.對坯料進行網格劃分，采用四面體網格，并對旋齒區域進行局部網格細分；

f.加載運動軌跡，兩道工序的旋輪軌跡曲線為螺旋線，將軌跡曲線微分為逐個微元坐標的連線，采用表格驅動中“時間—行程”的方式進行運動軌跡加載；在第一道工序結束之后，旋輪退回起始位置，以確保與第二道工序的旋輪之間沒有任何干涉；

所述步驟f包括以下子步驟：

f1.兩道工序旋輪和坯料都在Y/Z平面，根據螺旋線方程組確定旋輪的運動軌跡：

其中，（1）式中r代表旋輪中心到坯料中心的距離，（2）式和（3）式中的Y和Z分別表示旋輪中心在Y軸和Z軸的坐標；公式中的α表示旋輪中心點隨著θ的變化到坐標原點的瞬時距離；β表示旋輪旋轉的角速度；θ表示旋輪中心點與Y軸正方向之間的弧度；

f2.輪槽旋壓成形數值模擬過程中，坯料與頂模、芯模及底模為固定不動狀態，兩道工序旋輪圍繞著坯料作公轉運動的同時，以自身為中心進行自轉運動，對坯料進行旋壓加工。