[發(fā)明專利]一種軌道車輛用抗側(cè)滾扭桿軸鐓粗工藝仿真分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810588837.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108804816B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃小青;賀旭龍;王京雁;卜繼玲;王小臣;付國(guó)輝;龍立志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

1.一種軌道車輛用抗側(cè)滾扭桿軸鐓粗工藝仿真分析方法，其特征在于實(shí)施步驟包括：

1）將鐓粗工藝按進(jìn)行順序分解為棒料加熱、鐓粗成形、整體冷卻三個(gè)工序并獲取三個(gè)工序的工藝文件，根據(jù)工藝文件獲取三個(gè)工序所涉及的棒料、加熱模具、頂桿、鐓頭、凹模、固定模具的尺寸參數(shù)以及材料牌號(hào)；

2）建立棒料、加熱模具、頂桿、鐓頭、凹模、固定模具的幾何模型，并按照工藝文件中的參數(shù)完成棒料與加熱模具、凹模以及固定模具的裝配；

3）在成型工藝模擬分析軟件中新建一個(gè)棒料加熱工序，將裝配好的棒料及加熱模具的幾何模型導(dǎo)入，設(shè)置加熱方式，劃分網(wǎng)格，對(duì)棒料定義流線、材料屬性，建立棒料加熱仿真模型，設(shè)置棒料加熱工序的工藝參數(shù)進(jìn)行棒料加熱工序模擬；

4）讀取棒料加熱工序模擬時(shí)棒料的溫度分布并判斷是否與工藝溫度一致，如果與工藝溫度一致，則導(dǎo)出棒料加熱工序的仿真結(jié)果，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟5）；否則修改棒料加熱工序的至少一項(xiàng)工藝參數(shù)，所述棒料加熱工序的工藝參數(shù)包括加熱時(shí)間、加熱范圍、控制加熱溫度以及加熱區(qū)域，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4）；

5）在成型工藝模擬分析軟件中新建一個(gè)鐓粗成形工序，將裝配好的頂桿、鐓頭、凹模的幾何模型導(dǎo)入，并導(dǎo)入加熱工序的棒料的幾何模型作為工件，設(shè)置鐓頭的設(shè)備運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)類型為液壓機(jī)，設(shè)置達(dá)到指定行程時(shí)停止，工件采用上一步加熱工序模擬的網(wǎng)格，對(duì)凹模和工件定義材料屬性，建立鐓粗成形工序仿真模型；

6）進(jìn)行鐓粗成形工序模擬，獲取鐓粗工序模擬的成形過(guò)程中工件及凹模的各項(xiàng)內(nèi)在特征和外在特征以及設(shè)備載荷隨鐓頭行程的變化情況，所述內(nèi)在特征包括應(yīng)力應(yīng)變和金屬流線，所述外在特征包括變形和溫度；判斷鐓粗工序模擬的成形過(guò)程中是否出現(xiàn)金屬流線紊亂、或工件在凹模內(nèi)充填不滿、或凹模模具炸裂問(wèn)題，如果出現(xiàn)上述任一問(wèn)題，則修改鐓粗成形工序的工藝參數(shù)，所述鐓粗成形工序的工藝參數(shù)包括模具型腔、鐓頭行程以及棒料直徑，如果只修改模具型腔、鐓頭行程兩者中的一項(xiàng)或者全部則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟6），如果修改棒料直徑則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2）；否則，導(dǎo)出鐓粗工序模擬的仿真結(jié)果，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟7）；

7）在成型工藝模擬分析軟件中新建一個(gè)整體冷卻工序，導(dǎo)出鐓粗成形工序的扭桿軸，并導(dǎo)入固定模具的幾何模型，將固定模具與扭桿軸未成型端設(shè)置為Glue，對(duì)扭桿軸劃分網(wǎng)格，并定義材料屬性，建立整體冷卻過(guò)程仿真模型；

8）設(shè)置整體冷卻工序的工藝參數(shù)并進(jìn)行整體冷卻工序模擬，讀取冷卻后扭桿軸尺寸，判斷冷卻后的扭桿軸尺寸是否滿足設(shè)計(jì)要求，如果不滿足設(shè)計(jì)要求則修正整體冷卻工序的工藝參數(shù)，所述整體冷卻工序的工藝參數(shù)包括冷卻工裝結(jié)構(gòu)、空冷速率、棒料直徑，當(dāng)尺寸偏差超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)修正的整體冷卻工序的工藝參數(shù)包括修改棒料直徑，且在修正整體冷卻工序的工藝參數(shù)后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2）；當(dāng)尺寸偏差未超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)修正的整體冷卻工序的工藝參數(shù)包括冷卻工裝結(jié)構(gòu)、空冷速率兩項(xiàng)中的一項(xiàng)或者全部，且在修正整體冷卻工序的工藝參數(shù)后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟8）；如果滿足設(shè)計(jì)要求，則導(dǎo)出整體冷卻工序的仿真結(jié)果，并跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟9）；

9）判斷棒料加熱、鐓粗成形、整體冷卻三個(gè)工序的仿真結(jié)果的實(shí)際合理性，如果實(shí)際合理，則保留棒料加熱、鐓粗成形、整體冷卻三個(gè)工序的當(dāng)前工藝參數(shù)方案，否則丟棄棒料加熱、鐓粗成形、整體冷卻三個(gè)工序的當(dāng)前工藝參數(shù)方案。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛用抗側(cè)滾扭桿軸鐓粗工藝仿真分析方法，其特征在于，步驟9）還包括將當(dāng)前工藝參數(shù)方案加入工藝參數(shù)方案集的步驟，具體步驟包括：

S1）將當(dāng)前工藝參數(shù)方案及其棒料加熱、鐓粗成形、整體冷卻三個(gè)工序的仿真結(jié)果加入工藝參數(shù)方案集；

S2）判斷工藝參數(shù)方案集中的工藝參數(shù)方案數(shù)量是否已經(jīng)達(dá)到預(yù)設(shè)閾值，如果達(dá)到預(yù)設(shè)閾值，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟S3）；否則，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2）繼續(xù)獲取新的當(dāng)前工藝參數(shù)方案及其棒料加熱、鐓粗成形、整體冷卻三個(gè)工序的仿真結(jié)果；

S3）針對(duì)工藝參數(shù)方案集中的工藝參數(shù)方案，將其棒料加熱、鐓粗成形、整體冷卻三個(gè)工序的仿真結(jié)果中的扭桿軸端部應(yīng)力應(yīng)變、金屬流線、幾何尺寸、模具應(yīng)力及設(shè)備載荷進(jìn)行綜合評(píng)估并對(duì)比分析，從而選擇最佳的工藝參數(shù)方案作為最終的優(yōu)化工藝參數(shù)方案輸出。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛用抗側(cè)滾扭桿軸鐓粗工藝仿真分析方法，其特征在于，步驟3）中設(shè)置的加熱方式為近距離熱輻射方式加熱。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛用抗側(cè)滾扭桿軸鐓粗工藝仿真分析方法，其特征在于，步驟3）中劃分網(wǎng)格時(shí)采用的網(wǎng)格類型為Overlay Hex。