一种Autoform冲压成型信息到碰撞仿真模型的映射方法
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车技术领域，涉及一种Autoform冲压成型信息到碰撞仿真模型的映射方法。
【背景技术】
[0002]在汽车结构中，大部分的车身结构件和覆盖件都是通过冲压成型得到的，而这些结构件和覆盖件都是车身发生碰撞时的关键吸能部件，对汽车的被动安全性起着至关重要的作用。材料的冲压成型会给材料本身的力学性能和几何形状带来重大影响，如厚度变化、残余应力、塑性应变等。但传统的碰撞仿真中材料参数采用的是理想状态下的，即认为板料本身的厚度以及力学性能都没有发生变化，通过这种方式得到的碰撞仿真结果可能会引起高达20%的计算误差。所以为了更加准确的进行碰撞仿真模拟应该将冲压成型后的诸多变量信息引入到碰撞仿真模型中。由于冲压成型仿真更多的关注较小尺寸的几何特征的成型性，如圆角、小的凸台、凹槽等，这些区域的网格尺寸要求较精细。如果将这些网格直接用于碰撞仿真分析将会带来碰撞模型自由度过多，碰撞仿真计算模型规模大，计算耗时长等问题，不利于汽车的前期开发。
[0003]目前常用的冲压成型仿真结果向碰撞模型的映射方法为网格映射法，同济大学2011年第10期公开了由作者余海燕和孙喆做的《从冲压成型到碰撞仿真的数据映射方法研宄》。该研宄将冲压成型引起的板料厚度改变和等效塑性应变映射到碰撞仿真模型中进行碰撞分析，讨论了碰撞模型网格尺寸对数据映射精度的影响。得出尺寸越大映射过程产生的误差也越小。但碰撞模型由大量的小尺寸几何冲压件组成，如果网格尺寸过小则碰撞仿真计算模型规模大，计算耗时长。正常网格映射法中Autoform在冲压成型计算中采用的是自适应网格划分，自适应三角形网格节点并不能与四边形的碰撞网格节点相对应，致使在Autoform实际的冲压成型信息映射过程中存在冲压信息偏移失真、成型信息映射不完整等情况。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了一种Autoform冲压成型信息到碰撞仿真模型的映射方法。该方法解决了如何稳健、准确的实现Autoform冲压成型信息到碰撞仿真模型的映射。
[0005]本发明通过下列技术方案来实现:
[0006]一种Autoform冲压成型信息到碰撞仿真模型的映射方法，其特征在于，本方法包括如下步骤:
[0007]A、对需要映射的几何模型进行几何网格划分处理，并将处理后的几何模型保存为具有相同网格的冲压仿真源模型和碰撞仿真源模型，同时对冲压仿真源模型进行偏移和节点重命名；这里使得冲压仿真源模型和碰撞仿真源模型是不同空间方位下的具有相同划分网格的同一个几何模型文件。
[0008]B、根据几何模型的几何形状和特点分别在冲压仿真源模型和碰撞仿真源模型中选取一一对应的两组节点号，每组节点号至少为三个不在同一直线上的特征节点；这里在相同的划分网格下在不同空间位置的相同几何模型中选取到对应的同位置特征节点，即在冲压仿真源模型和碰撞仿真源模型上选取的特征节点在同一个空间位置和方位上当冲压仿真源模型和碰撞仿真源模型重叠时是可以相互重合的节点。
[0009]C、对处理后的冲压仿真源模型进行几何模型冲压成型仿真计算分析形成带有冲压成型信息的冲压仿真结果模型；作为冲压成型信息到碰撞仿真模型映射的源文件
[0010]D、对碰撞仿真源模型进载荷与约束的施加设置形成碰撞子结构模型；作为冲压成型信息到实际碰撞仿真模型映射集成对象。
[0011]E、将带有冲压仿真结果模型通过步骤B中对应选取的两组节点号进行节点映射，把冲压成型仿真结果模型中带有的冲压成型信息导入到步骤D处理过的碰撞子结构模型中得到带有冲压成型信息的用于碰撞仿真的模型。
[0012]本方法中从冲压仿真结果模型到碰撞仿真模型的映射过程中选取的对应特征节点部位的网格划分一致性决定了所选取的特征节点局部坐标系的准确性。而特征节点局部坐标系的准确性对仿真计算精度有着重要影响。本申请中在冲压仿真结果模型到碰撞仿真模型的映射前对需要映射的几何模型进行了处理，在相同划分网格下选取了两组对应同位置映射的节点号。增强了所选取的特征节点局部坐标系的准确性。就算冲压成型计算后所选取的节点号不会改变，只需冲压成型前文件相同的碰撞仿真模型和冲压成型后带有冲压成型信息的结果文件--对应的节点完成映射，该方法更加稳健、准确的实现了 Autoform
冲压信息映射。
[0013]在上述的Autoform冲压成型信息到碰撞仿真模型的映射方法中，所述步骤B中，每组节点号上选取的特征节点囊括整个几何模型的制件结构。为了保证冲压成型信息能够完整的进彳丁映射。
[0014]在上述的Autoform冲压成型信息到碰撞仿真模型的映射方法中，所述步骤C中，对冲压成型仿真计算分析中的修边工序进行处理，确定两组节点号的位置进行修边线处理，在冲压方向将节点向外拉伸。保证在切边后产品上有可以拉伸的边界，便于快速捕捉到节点。
[0015]在上述的Autoform冲压成型信息到碰撞仿真模型的映射方法中，所述步骤D中，载荷与约束的施加按静力等效原则进行施加。通过对碰撞源模型进行载荷与约束参数设定建立接近该制件在实际使用过程中的结构局部情况，同时考虑了制件应用设备的工作原理和整体布局情况。施加载荷与约束遵循尽量还原了结构在实际中的真实约束和受力情况，在结构的静力分析中载荷与约束的施加方案对计算结果有较大的影响，增加计算结果可信度，使碰撞仿真子结构模型更接近实际应用。
[0016]在上述的Autoform冲压成型信息到碰撞仿真模型的映射方法中，所述步骤E中，
应用primer软件中的Forming命令界面分别输入步骤B中选取的两组节点号，进行--对应映射。primer软件是基于以等级相似性为基础的非参数多元统计技术而开发的大型多元统计软件，primer软件中的Forming命令只需在参数输入界面输入对应的节点号即能实现两组节点号的对应映射，达到了操作方便的目的。
[0017]在上述的Autoform冲压成型信息到碰撞仿真模型的映射方法中，所述步骤A中，冲压仿真源模型和碰撞仿真源模型保存为两种格式的文件，由Hypermesh软件将冲压仿真源模型和碰撞仿真源模型分别输出为DYN格式的文件和K格式的文件。保存成两种通用可相互转化格式的文件是为了方便后续冲压成型仿真计算和碰撞子结构模型的建立，及整个映射过程中所有软件的相互通用。
[0018]在上述的Autoform冲压成型信息到碰撞仿真模型的映射方法中，所述步骤B中，冲压仿真源模型的偏移和节点重命名用软件Mesh软件进行实现并再次导出为DYN格式的文件。Mesh软件为三维模型查看工具，能够完成冲压仿真源模型的偏移和节点重命名。
[0019]在上述的Autoform冲压成型信息到碰撞仿真模型的映射方法中，所述步骤B中，每组节点号为三个特征节点，并在Mesh软件上将选择的节点编号进行记录。这里是方便后面映射过程中节点参数输入的操作。
[0020]在上述的Autoform冲压成型信息到碰撞仿真模型的映射方法