按比率划分确定模具水道的中心点，采用高阶样条线连接所述中心点确定水道的中心线，并沿所述中心线扫掠切割确定水道。从而实现了热作模具均匀冷却，提高了热冲压件的质量，同时也提高了生产效率。提高了模具强度以及模具的使用寿命。
[0037]图6为本发明近型面水道的热作模具设计方法中水道优化的流程图，如图6所示，本实施例水道优化方法，包括:
[0038]步骤一、采用CAD软件根据所述近型面水道的所述偏移距离、所述中心点比率以及所述圆形截面的半径建立参数化模型；
[0039]步骤二、采用CAE、CFD软件将所述参数化模型进行网格划分以及模拟边界条件设定，得到所述模型温度场；
[0040]具体来说，
[0041]步骤三、采用多目标优化软件，选定多目标优化遗传算法，对所述模型温度场进行分析，判断是否在优化目标范围内，若是，则结束优化过程，若否，则继续重复步骤一直步骤三，直至结束优化。
[0042]具体来说，利用具备广泛的CAD/CAE集成接口的多目标优化软件构建虚拟仿真优化平台，把CAD三维建模软件、CAE有限元分析软件和CFD计算流体力学分析软件集成在一起用以优化上述近型面水道的参数，从而进一步得到优化后的近型面水道。如图7所示，首先，应用CAD软件按照上述热作模具设计方法得到的近型面水道所涉及的参量偏移距离、中心点比率以及圆形截面的半径建立参数化模型，并通过CAD软件宏录制功能将参数定义及修改过程进行录制，获得可批处理执行的CAD模型宏文件，该宏文件将作为多目标优化软件的输入文件，而所得CAD三维模型文件为多目标优化软件的输出文件。多目标优化软件中的控制文件为CAD的批处理bat文件，所述bat文件功能为自动执行输入CAD模型宏文件和输出优化参数发生变化的CAD三维模型；然后，将CAD模型宏文件分别输入CAE和CFD软件，分别进行不同性质的网格划分及模拟边界条件设定。同样地，利用软件宏录制功能将网格划分及边界条件谁的那个过程进行录制，分别获得CAE和CFD分析的宏文件。另外，通过CAE和CFD软件间的数据交换功能，使得由CFD分析得到的CHTC参数可以应用在CAE分析中，而CAE分析中的IHTC参数也可以在CFD分析中进行考虑，即所述数据交换功能。CAE和CFD分析的结果将以模型温度场的数据形式输出。所述CAE和CFD宏文件将作为多目标优化软件的输入文件，而所述CAE和CFD分析的模型温度场结果数据将作为多目标优化软件的输出文件。多目标优化软件中的控制文件为CAE和CFD的批处理bat文件，CAE分析中所述bat文件功能为自动执行输入CAD三维模型和输出模型温度场CAE分析结果，CFD分析中所述bat文件功能也为自动执行输入CAD三维模型和输出模型温度场CFD分析结果；最后，对输出的温度场数据进行分析，确定其是否在优化目标的范围之内，如果结果数据在优化目标范围内，则结束优化，如果不在优化范围内，则继续优化，直到结果数据符合优化目标，此时对应的优化参数即为最优值，按最优值设计的热作模具将得到最佳的冷却效果。所述优化，即使用多目标优化软件中的优化模块对上述近型面水道的参数变量偏移距离、比率以及截面半径进行优化计算。优化目标为使模具工作型面最大温度低于200°C，均匀性大于0.99，温度标准差小于10°C。
[0043]本发明实施例近型面水道的热作模具设计方法，采用CAD、CAE以及CFD软件对热作模具的近型面水道所涉及的参量进行多目标优化，从而实现近型面水道形状和位置的优化设计。优化方案确定后，完成各软件集成条件设置，整个优化过程将由计算机自动执行，直到计算出最优结果。优化时考虑了板料与模具的界面换热和模具与水流的对流换热，实现了热-流-固耦合模拟，更加准确地模拟了热冲压的成形淬火的全过程，所得到的模具温度场将更加接近实际生产。优化时，无论各参数如何变化，水道都可以一直保持近型面设计，保证了模具的冷却均匀性。优化后，合理的参数使得模具在保持高效的冷却性能时又保证了冷却的均匀性。
[0044]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种近型面水道的热作模具设计方法，其特征在于，包括: 根据热作模具形状对所述热作模具进行模具型面离散化，得到所述热作模具的等分面； 根据所述等分面确定所述热作模具型面的交线； 将所述交线在所述等分面上向模具内部方向偏移，从而得到偏置线，所述偏置线与所述交线之间的距离为偏移距离； 在所述偏置线上按比率划分确定所述热作模具的近型面水道的中心点，所述比率为中心点比率； 采用高阶样条线连接所述中心点确定所述热作模具的近型面水道的中心线； 采用圆形截面沿所述中心线扫掠切割确定所述热作模具的近型面水道。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用圆形截面沿所述中心线扫掠切割确定所述热作模具的近型面水道之后，还包括: 采用多目标优化软件优化所述近型面水道的参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用多目标优化软件优化所述近型面水道的参数，包括: 步骤一、采用CAD软件根据所述近型面水道的所述偏移距离、所述中心点比率以及所述圆形截面的半径建立参数化模型； 步骤二、采用CAE、CFD软件将所述参数化模型进行网格划分以及模拟边界条件设定，得到所述模型温度场； 步骤三、采用多目标优化软件，选定多目标优化遗传算法，对所述模型温度场进行分析，判断是否在优化目标范围内，若是，则结束优化过程，若否，则继续重复步骤一直步骤三，直至结束优化。
【专利摘要】本发明实施例提供一种近型面水道的热作模具设计方法。本发明方法，包括：根据热作模具形状对所述热作模具进行模具型面离散化，得到所述热作模具的等分面；根据所述等分面确定所述热作模具型面的交线；将所述交线在所述等分面上向模具内部方向偏移，从而得到偏置线，所述偏置线与所述交线之间的距离为偏移距离；在所述偏置线上按比率划分确定所述热作模具的近型面水道的中心点，所述比率为中心点比率；采用高阶样条线连接所述中心点确定所述热作模具的近型面水道的中心线；采用圆形截面沿所述中心线扫掠切割确定所述热作模具的近型面水道。本发明实施例实现热作模具均匀冷却，提高了热冲压件的质量、生产效率、模具强度以及模具的使用寿命。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN104657565
【申请号】CN201510126431
【发明人】胡平, 盈亮, 贺斌, 李显达
【申请人】大连理工大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月20日