一种钣金冲压成型工艺仿真系统及仿真方法
【专利摘要】本发明涉及一种钣金冲压成型工艺仿真系统及仿真方法。本系统包括壳仿真模块和体仿真模块；所述壳仿真模块包括壳拉伸分析单元、壳回弹分析单元、壳切边分析单元以及壳垂直翻边分析单元；所述体仿真模块包括：体拉伸分析单元、体回弹分析单元以及体垂直翻边分析单元；本方法包括以下步骤：步骤1，用户根据零件的制作工艺选择上述壳仿真模块或体仿真模块；步骤2，选择壳仿真模块、或者体仿真模块，然后选择相应的一个或多个单元仿真单元组合；步骤3，根据向导按步骤完成各参数设置。因此，本发明具有如下优点：1.采用向导形式简化仿真操作步骤；2.定制了铁路车辆零件的多工序仿真模板。
【专利说明】一种钣金冲压成型工艺仿真系统及仿真方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种仿真系统及仿真方法，尤其是涉及一种钣金冲压成型工艺仿真系统及仿真方法。
【背景技术】
[0003]目前采用的DYNAF0RM软件操作流程较复杂，不支持零件所有工序的一次性仿真分析，零件的仿真过程无法实现无缝结合。
[0004]现有技术方案采用DYNAF0RM软件的自动设置模块，该模块只具备单工序分析功能。因为所有零件冲压过程一般为多工序，现有的技术方案为单工序分析，故零件多工序分析无法一次性完成设置。例如以铁路货车的下侧门板为例，下侧门板具备重力加载、成型、修边、回弹四道仿真工序，自动设置模块无法实现一次性将四道仿真工序组合成零件冲压仿真模板，故每道仿真工序之间必须通过手工干预，无法自动完成全工序分析。
[0005]原来的技术方案分析方法如下:
1)在自动设置模块内，选择重力加载(gravity)，设置重力加载分析参数，进行重力加载分析；
2)完成重力加载分析后，在自动设置模块内，选择成型分析(forming)，设置成型分析参数，进行成型仿真分析；
3)完成成型仿真分析后，在自动设置模块内，选择修边分析(trimming),设置修边分析参数，进行修边仿真分析；
4)完成修边仿真分析后，在自动设置模块内，选择回弹分析(springback),设置回弹分析参数，进行回弹仿真分析。
[0006]采用该技术方案分析流程比较复杂，而且不同仿真工序的工具位置必须重新设置，无法实现所有工序在设置参数后的自动化分析。
[0007]2.2现有技术的缺点
O自动设置模块，只能实现单工序分析。由于铁路车辆零件的实际冲压过程一般包括多个工序，现有的自动设置模块没有定制多工序仿真模板，只能采用单工序模块进行分析，单工序模块分析需要对每个工序进行设置，然后完成该工序设置与分析后再进行下一工序的设置与分析，无法实现一次性对零件进行设置与分析，故分析过程比较复杂；
2)由于铁路车辆零件一般包括多个冲压工序，而目前软件中只有单工序模块，故无法提高铁路车辆零件的分析效率。
【发明内容】
[0008]本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
一种钣金冲压成型工艺仿真系统，其特征在于，包括壳仿真模块和体仿真模块；所述壳仿真模块包括四个独立的仿真单元，即:壳的拉伸分析单元、壳的回弹分析单元、壳的切边分析单元以及壳的垂直翻边分析单元；所述体仿真模块包括四个独立的仿真单元，即:体的拉伸分析单元、体的回弹分析单元以及体的垂直翻边分析单元。
[0009]一种钣金冲压成型工艺仿真方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤1，用户根据零件的制作工艺选择上述壳仿真模块、或者体仿真模块；
步骤2，选择壳仿真模块、或者体仿真模块，然后选择相应的一个或者多个仿真单元组
合；
步骤3，根据向导式的操作步骤，设置相应的单元的参数，然后开始进行仿真。
[0010]在上述的一种钣金冲压成型工艺仿真方法，所述的壳的拉伸分析单元和体的拉伸分析单元的参数设定均包括:
参数设定一，网格划分参数:包括板料网格划分参数、工具网格划分 参数
所述板料网格划分参数包括:单元尺寸、最小单元尺寸、最大自适应等级、自适应次数、时间步长
所述工具网格划分参数:包括最大单元尺寸、最小单元尺寸、弦高误差、角度、间隙公差参数设定二，零件的材料参数:包括应力应变曲线、硬化指数、硬化系数、厚向异性系数；单元公式:选择全积分单元公式；
参数设定三，组装工艺参数:包括工具偏置、摩擦系数、板料与工具间隙；
参数设定四、工序参数:包括上模速度、下模速度、压边圈速度以及速度曲线。
[0011]在上述的一种钣金冲压成型工艺仿真方法，所述的壳的回弹分析单元和体的回弹分析单元的参数设定均包括:约束类型、节点力、网格控制；所述网格控制即网格粗化。
[0012]在上述的一种钣金冲压成型工艺仿真方法，所述的壳的切边分析单元的参数设定包括:切边线定义、切边类型定义、以及切边方向定义。
[0013]在上述的一种钣金冲压成型工艺仿真方法，所述的壳的垂直翻边分析单元和体的垂直翻边分析单元的参数设定均包括:
参数设定一，工具网格划分:包括最大单元尺寸、最小单元尺寸、弦 闻误差、角度、间隙公差
参数设定二，组装工艺参数:包括工具偏置、摩擦系数、板料与工具间隙 参数设定三，工序参数:包括上模速度、下模速度、压边圈速度以及速度曲线。
[0014]本技术方案定制了全工序的仿真模板，比如铁路车辆某零件仿真工序为:拉深-切边-翻边-回弹，这时就直接选取模板四:拉深-切边-翻边-回弹，然后就直接进入了定制的拉深-切边-翻边-回弹四工序仿真。
[0015]因此，本发明具有如下优点:1.能够规范铁路车辆仿真操作流程，直观的完成各仿真步骤设置，能够简单、快速、准确的预测成型过程中裂纹、起皱、减薄、回弹；2.实现零件多工序组合，直接定制涵括铁路车辆零件的多工序仿真模板，下次运用时可以根据零件冲压工序直接调用相应的模板；3.实现所有的仿真工序同步设置以及自动衔接计算，大大提高冲压仿真的效率；4.所有的仿真操作均采用向导形式，故大大降低了操作难度；5.包括了冲压行业所有的零件仿真模板，任何冲压零件的仿真均可以选择相应的模板。模板采用向导形式，可以根据向导完成全工序的仿真设置；6.可以实现所有工序参数的同步定义以及自动计算，彻底解决了以前零件仿真分析随时监控各工序的仿真完成情况，必须完成前工序仿真任务后，才能开始设置下工序参数，然后进行仿真计算，无法实现自动化仿真；
7.零件仿真分析模板大大提高了冲压仿真的效率，大大降低了操作难度。
【具体实施方式】
[0016]下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0017]实施例:
比如铁路货车某一薄板零件制作工序为拉伸、切边、翻边，则对该零件进行成形仿真时，选择壳单元的拉伸-切边-翻边-回弹模板，该模块定制了该零件的全工序仿真过程。通过模板的逐步向导功能，可以快速的完成该零件的全部仿真操作过程，而且只需要提交一次任务，就可以完成零件所有工序的仿真计算，中间过程无需人工干预。
[0018]以铁路货车某一薄板零件为例，该零件的模板的仿真过程如下:
1)在七种模板中选择适合零件的仿真模板，这里选择模板四:拉伸-切边-翻边-回弹模板，根据零件所需的冲压设备的类型选择单动或者双动；可以通过选择工具参考面的类型，选择适用于零件仿真的参考面；
2)点击确定后，进入了该零件的全工序仿真模板；该零件模板包括拉伸-切边-翻边-回弹四个工序的设置；首先对拉伸工序进行设置，拉伸工序包括板料、工具、定位、工序、拉伸筋的设置；
3)完成拉伸工序后，点击下一步进入切边工序仿真，切边工序包括板料与工序的定
义；
4)完成切边工序后，点击下一步进入翻边工序仿真，翻边工序包括板料、工具、组装、工序的定义；
5)完成翻边工序后，点击下一步进入回弹工序仿真，回弹工序包括板料、工具、组装、工序的定义。
[0019]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【权利要求】
1.一种钣金冲压成型工艺仿真系统，其特征在于，包括壳仿真模块和体仿真模块；所述壳仿真模块包括四个独立的仿真单元，即:壳的拉伸分析单元、壳的回弹分析单元、壳的切边分析单元以及壳的垂直翻边分析单元；所述体仿真模块包括四个独立的仿真单元，即:体的拉伸分析单元、体的回弹分析单元以及体的垂直翻边分析单元。
2.一种钣金冲压成型工艺仿真方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1，用户根据零件的制作工艺选择上述壳仿真模块、或者体仿真模块； 步骤2，选择壳仿真模块、或者体仿真模块，然后选择相应的一个或者多个仿真单元组合； 步骤3，根据向导式的操作步骤，设置相应的单元的参数，然后开始进行仿真。
3.根据权利要求2所述的一种钣金冲压成型工艺仿真方法，其特征在于，所述的壳的拉伸分析单元和体的拉伸分析单元的参数设定均包括: 参数设定一，网格划分参数:包括板料网格划分参数、工具网格划分 参数 所述板料网格划分参数包括:单元尺寸、最小单元尺寸、最大自适应等级、自适应次数、时间步长 所述工具网格划分参数:包括最大单元尺寸、最小单元尺寸、弦高误差、角度、间隙公差参数设定二，零件的材料参数:包括应力应变曲线、硬化指数、硬化系数、厚向异性系数；单元公式:选择全积分单元公式； 参数设定三，组装工艺参数:包括工具偏置、摩擦系数、板料与工具间隙； 参数设定四、工序参数:包括上模速度、下模速度、压边圈速度以及速度曲线。
4.根据权利要求2所述的一种钣金冲压成型工艺仿真方法，其特征在于，所述的壳的回弹分析单元和体的回弹分析单元的参数设定均包括:约束类型、节点力、网格控制；所述网格控制即网格粗化。
5.根据权利要求2所述的一种钣金冲压成型工艺仿真方法，其特征在于，所述的壳的切边分析单元的参数设定包括:切边线定义、切边类型定义、以及切边方向定义。
6.根据权利要求2所述的一种钣金冲压成型工艺仿真方法，其特征在于，所述的壳的垂直翻边分析单元和体的垂直翻边分析单元的参数设定均包括: 参数设定一，工具网格划分:包括最大单元尺寸、最小单元尺寸、弦 闻误差、角度、间隙公差 参数设定二，组装工艺参数:包括工具偏置、摩擦系数、板料与工具间隙 参数设定三，工序参数:包括上模速度、下模速度、压边圈速度以及速度曲线。
【文档编号】G06F17/50GK103500256SQ201310483640
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】柴林, 江锐锋, 左云清, 武永亮, 袁晓涛, 罗晓东, 徐金波 申请人:南车长江车辆有限公司