面向产品设计全流程的板料成形仿真集成系统的研究与开发

论文摘要

传统CAE软件由于需要与CAD软件配合使用,存在数据丢失、效率低下等问题,成为CAE发展的瓶颈。CAD/CAE集成是打破这个瓶颈的手段之一,它拥有无缝集成和数据无损的优势,成为近年来CAE软件的发展方向。当前的CAE软件在向着方便和快捷的方向发展,前处理需要做的工作越来越自动化和智能化,而减少了用户的操作量,提高了前处理效率。在CAE前处理中,有一半以上的时间是在进行工序设置,工序设置具有数据量大,操作重复等特点,完全可以在由系统设置好工序后,用户稍作修改即可提交计算。模板技术具有可定制、可复用等优点,完全可以用于定义工序,将模板技术引入到CAE系统,能够大大加快工序的定义速度,提高前处理的效率。论文利用华中科技大学模具国家重点实验室开发的逆算法和增量法求解器,在UG软件平台上,开发出了国际首个面向产品开发全流程的板料成形仿真CAD/CAE集成系统Fastamp-NX。该系统拥有坯料估算、修边线展开、真实拉深筋生成和增量法模拟四大模块,可以实现从产品设计、工艺设计、模具设计到虚拟试模的全流程CAE模拟。坯料估算和修边线展开是基于逆算法的模块,能够在产品设计阶段快速预测零件成形、翻边等过程所产生的缺陷,尽早的发现设计缺陷,降低修改成本。另外还具有计算坯料轮廓、计算修边线、拉深筋优化等功能。对拉深筋的作用进行了说明,分析了板料成形模拟中等效拉深筋和真实拉深筋两种模型的优缺点。采用真实筋模拟存在真实拉深筋模型创建慢,修改困难等问题,但其模拟结果更加准确、接近实际。而真实拉深筋生成模块可以有效的弥补真实拉深筋的缺点,可以实现变截面拉深筋的生成,且修改方便。将在其他领域应用广泛的模板技术引入CAE系统,开发了基于模板技术的板料成形模拟模块。该模块可以进行冲压成形和液压成形模拟,实现了拉延、整型、修边、翻边、回弹的全工序模拟,工序定义可通通过工序模板的导入来实现,避免了重复操作。该模块拥有方便的工程管理系统,可以实现模拟工程的快速打开。另外,该模块还实现了UG对话框的绘图,弥补了UG对话框的不足。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题的目的和意义
• 1.3 板料成形模拟的现状及发展趋势
• 1.4 基于UG 平台的二次开发技术
• 1.5 本文的主要研究内容
• 2. 基于逆算法的坯料估算和修边线展开模块
• 2.1 引言
• 2.2 坯料估算模块
• 2.3 修边线展开模块
• 2.4 应用实例
• 2.5 本章小结
• 3. 基于特征和参数化建模的真实拉深筋生成模块
• 3.1 引言
• 3.2 拉深筋的作用
• 3.3 真实拉深筋的优点与缺点
• 3.4 真实拉深筋自动生成系统
• 3.5 应用实例
• 3.6 本章小结
• 4. 基于模板技术的板料成形模拟分析模块
• 4.1 引言
• 4.2 工程文件管理系统
• 4.3 板料成形模拟工序模板系统
• UISTYLER 的对话框绘图'>4.4 基于UG_UISTYLER 的对话框绘图
• 4.5 板料成形模拟分析系统
• 4.6 应用实例
• 4.7 本章小结
• 5. 板料成形设计及仿真系统的集成应用
• 5.1 引言
• 5.2 系统集成设计
• 5.3 应用实例
• 5.4 本章小结
• 6. 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文