[发明专利]一种回弹补偿网格模型构建方法

说明书

一种回弹补偿网格模型的构建方法以有限元分析为手段，通过回弹仿真计算获得回弹前后的网格模型，通过对应节点连线的方式构建节点的回弹路径关系。然后计算各对应节点在回弹前后网格模型上的法矢量，并将回弹后网格模型的法矢量及线段平移到回弹前网格模型的对应节点上，计算出两法矢量的夹角及构造的平面。然后旋转平移过去的法矢量及线段，直到与回弹前网格模型上节点的法矢量重合，此时线段的端点即为所求补偿的节点。该方法根据回弹前后零件本身特征形态没有发生变化，仅仅是曲面的曲率发生的改变的特点，根据节点法矢量来旋转回弹路径的方法进行节点的反向补偿，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。

技术领域

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。

发明内容

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。