本发明涉及一种板料冲压成形领域的回弹克服，尤其是，涉及一种回弹补偿网格模型构建方法。
背景技术：
回弹是板料冲压成形无法避免的现象，也是成形缺陷中最难以解决的问题。回弹影响零件的形状精度，给后续装配焊接工艺带来极大的困难。回弹补偿法是目前应用最为广泛的一种解决回弹问题的方法，它通过对模具设计型面进行预修正，使得回弹后的形状正好与设计模型一致。这种方法可以从根本上消除回弹的影响，目前通常采用基于有限元回弹仿真迭代计算来获取补偿的网格模型，再通过网格模型构建曲面。由于回弹补偿是与回弹方向相反地构建补偿网格，因此补偿过程中如何保证各节点在网格模型中的位置精度，实现补偿网格模型的精确构建是其中非常重要的一项工作。目前已有多种回弹补偿方法应用于回弹补偿网格模型的构建，但这些方法有的无法适用于复杂的三维零件，有的构建时误差较大。因此，现在急需要提供构建一种回弹补偿网格模型，其能够实现较高的精度，而且适应复杂的三维零件，有效地解决板料冲压成形产生的回弹问题。
技术实现要素：
本发明提供了一种回弹补偿网格模型构建方法，包括如下步骤：
1）根据零件三维形状构建合适的冲压工艺模型，并应用有限元进行仿真计算，获得回弹前和回弹后的由多个节点组成的具有单元网格的网格模型；
2）建立回弹前后网格模型中相对应的节点的运动路径关系，形成节点之间的连接线段；
3）获取各所述对应的节点在回弹前的网格模型上的回弹前法矢量及在回弹后的网格模型上的回弹后法矢量；
4）将回弹后网格模型上的节点的所述回弹后法矢量和所述连接线段平移至回弹前网格模型上对应节点位置；
5）计算相应节点的回弹前和回弹后法矢量所形成的夹角及构成的平面；
6）旋转所述连接线段及步骤4）中平移后的节点的所述回弹后法矢量，直到该回弹后法矢量与成形仿真后节点对应的所述回弹前法矢量重合，此时所述连接线段的端点即为所求的补偿节点的位置。
在一个方面，在步骤1）中，所采用的单元网格可是三角形网格，也可是四边形网格，并且在回弹仿真计算中为了保证前后节点对应不能采用网格粗化计算。
在另一个方面，在步骤2）中，所述对应节点的寻找通过相同节点编号进行寻找，用直线连接回弹前后的对应节点构成节点回弹运动路径关系，从而形成节点之间的连接线段。
在另一个方面，在步骤3）中，节点的回弹前和回弹后法矢量求解可通过采用网格偏置后连接偏置网格对应节点构建。
在另一个方面，在步骤6）中，旋转的角度的大小与步骤5）计算的夹角相同，旋转的方位由步骤5）中构建的平面确定。
在另一个方面，在步骤6）后，在得到一个回弹补偿点之后，然后对所有补偿点按照上述步骤依次进行操作，从而获得的补偿节点就是精确的补偿节点，进而获得所有的补偿节点，从而根据获得的补偿节点，最后得到完整的补偿的网格模型。
在另一个方面，所述方法形成的所述回弹补偿网格模型的精确可用于对板料冲压成形的精确补偿，实现良好的零件形状精度。
本发明根据回弹前后零件本身特征形态没有发生变化，仅仅只是曲面的曲率发生的改变的特点，提出了根据节点法矢量来旋转回弹路径的方法进行反向补偿，从而有效的保障了回弹补偿各节点的位置精度，实现了回弹补偿网格模型的精确构建，从而实现了对回弹形状的精确补偿，进而解决了成形缺陷中板料冲压成形中产生的零件形状精度问题，实现了良好的后续装配、焊接等各种工艺的处理，达到了节省成本，显著提高了效率和精度的作用。
附图说明
图1为回弹仿真前后网格模型示意图；
图2为回弹前后网格模型上两对应节点的法矢量；
图3为采用网格偏置法获得的所有节点法矢量的示意图；
图4为法矢量和连接线段的移动的示意图；
图5为法矢量和连接线段的旋转获得回弹补偿点的示意图。
具体实施方式
下面的描述中将结合网格模型示意图，将回弹补偿网格模型的精确构建方法进行说明，更具体的，将以一个节点的补偿过程为例进行说明，其他节点的补偿过程与此节点的相同，从而实现了回弹补偿网格模型的精确构建。
在实际过程中，根据零件三维形状构造合适的冲压工艺模型，并应用有限元进行仿真计算，获得回弹前和回弹后的网格模型。在获得的网格模型中，所采用的单元网格可以是三角形网格，也可以是四边形网格等各种网格形状，并且在回弹仿真计算中为了保证前后节点对应不能采用网格粗化计算。由于网格模型中的单元网格是由一个一个节点组成，只要获得了一个个精确的补偿节点，则将这些节点相连接就获得了补偿网格模型，从而能够有效的保障了回弹补偿各节点的位置精度，实现了回弹补偿网格模型的精确构建。
图1为经过回弹仿真后所形成的网格模型示意图，其中1为回弹前网格模型，2为回弹后的网格模型，图中的圆点代表节点，网格模型有多个节点组成。其中ni为网格模型中的第i个节点，回弹后对应的节点为ni-sp，将节点ni和ni-sp连接起来即形成了节点ni的回弹路径，也就是连接线段3。
图2为回弹前后网格模型上两对应节点的法矢量，4表示节点ni的法矢量
图4为法矢量和连接线段的移动的示意图；在图4中，从回弹后网格模型上将法矢量5(节点ni-sp的法矢量
图5为法矢量和连接线段的旋转获得回弹补偿点的示意图。根据图4得到的线段移动的情况，同时旋转线段3和法矢量5，直到法矢量5和法矢量4重合，此时，线段3的末端点即为该节点所对应的回弹补偿点ni-c。
得到一个回弹补偿点之后，然后对所有补偿点按照上述方法依次进行操作，从而获得的补偿节点就是精确的补偿节点，进而获得所有的补偿节点，从而根据获得的补偿节点，得到补偿的网格模型。
通过此节点补偿方法构建出的网格模型，利用回弹前后零件本身特征形态并未发生变化，仅仅只是曲面的曲率发生改变的特点，创新性的利用了节点法矢量来旋转回弹路径的方法进行节点的反向补偿，从而有效的保障了回弹补偿各节点的位置精度，实现了回弹补偿网格模型的精确构建。
因此，本发明的节点补偿方法构造的精确回弹补偿网格模型，可以较佳的解决了成形缺陷中板料冲压成形中产生的零件形状精度问题，实现了良好的后续装配、焊接等各种工艺的处理，达到了节省成本，显著提高了效率和精度的作用。