[發明專利]一種用實體建模及質量屬性分析法確定沖壓力的方法

有效

• 申請號: 202011491391.3
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112699539B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 鄧建軍;馬德松;孔凡錚;張龍柱;李曉廣;張東凱;余亞克;牛月鵬
• 申請（專利權）人: 邯鄲鋼鐵集團有限責任公司;河鋼股份有限公司邯鄲分公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 趙幸

本發明涉及一種用實體建模及質量屬性分析法確定沖壓力的方法，屬于沖壓工藝方法技術領域。本發明的技術方案是：把實體的質量和質心和沖壓力大小及合力作用點進行關聯映射,利用三維設計軟件對管道體及平面拉拔體兩種實體模型進行創建和實體屬性分析；給出沖壓力分析模型中的管道體及平面拉拔體的建模參數及實體密度設置方法，提供建模及分析步驟，使得沖壓力大小及合力作用點的確定和建模實體質量和質心精準映射。本發明的有益效果是：簡化了沖壓力的分析過程，使得沖壓力大小及合力作用點的步驟確定簡明，效率極大提升。

技術領域

本發明涉及一種用實體建模及質量屬性分析法確定沖壓力的方法，屬于沖壓工藝方法技術領域。

背景技術

確定沖壓力及其合力中心點是制定沖壓工藝和模具設計的基礎。傳統的沖壓力及合力作用點的確定都是基于沖壓力沿曲線或在面積上分布，為了得到沖壓力及其作用點需要將沖壓力作用的輪廓線或作用面積區域分解成規則幾何曲線段或規則面積區域，以便于確定各個單元的沖壓力的大小和作用點后再進行力的大小累加和加權確定合力作用點的。隨著現代產品現狀的復雜化，傳統的方法效率很低，很多情況甚至無法計算。隨著沖壓成形工藝分析軟件的發展，也只能在耗時長和處理復雜的工藝模擬后得到某個時段的沖壓力大小，但確定不了計算沖壓合力作用點。

一.常規的沖壓力及合力作用點的確定方法

沖壓力按照加工特性可分為在沖壓力和成形力兩大類；沖壓力按照力的分布特點也可分為兩大類：一類是沖壓力沿曲線分布，另一類是在面積區域上分布，沖壓力及合力作用點的確定要么基于沖壓力輪廓線，要么基于沖壓力作用的面積區域來確定。工程上認定沖壓力沿曲線分布，而成形力可以是沿曲線分布，也可以在區域面積上分布。沖壓力及合力作用點的確定方法會因設計人員選用的標準而有所差異，但基本原則是一致的。下面給出沖壓力計算的通用表達式。

1.沿曲線分布的沖壓力的計算方法

沿曲線分布的沖壓力的計算公式如下

P＝K×L×T×σb

公式(1)

其中L為沖壓力作用的廓長度，T為料厚，σb為材料抗拉強度，K為考慮安全系數和沖壓特點的綜合系數(與選用的設計標準有關)。

2.在面積區域分布的沖壓力的計算公式如下

P＝K×S×σp 公式(2)

其中S成形區的沿成形方向的投影面積，σp為單位面上所需的沖壓，K為考慮安全系數和沖壓特點的綜合系數(與選用的設計標準有關)。

3.傳統沖壓合力及其作用點的確定方法

常規沖壓合力的計算相對簡單，可以按照公式(1)及(2)來累計某個時間點同時存在的沖壓力即可，其中沖壓力作用的廓長度L及成形力沿成形方向的投影面積S的計算需要分解為規則的幾何曲線和平面形狀面積來計算，因而無法處理帶有自由曲線輪廓或復雜面積形狀的沖壓力計算。

從理論上講，沖壓合力作用點的分量(x,y)可根據求解平行力系的合力作用點的原理來計算，公式如下：

其中的Fi為按單元求解的沖壓分力，Xi及Yi為各沖壓分力合力的作用點。

傳統的沖壓合力作用點的確定需要將沖壓力所作用的輪廓線或面積分解為常規解曲線和面積以便于確定各個力單元的作用點，當沖壓力的作用線和面積形狀復雜時，工作將十分繁瑣甚至無法進行。下面附有規則形狀的沖壓合力計算案例，從中可見，即便是處理規則形狀，計算也是十分繁瑣了。

二.常規的沖壓力及合力作用點的確定方法的案例介紹

1.用傳統的幾何法求解法計算沖壓合力作用點的一個案例