[发明专利]钣金成形与组装模拟方法

说明书

一种计算机实施的模拟和优化零件的成形和组装工序的方法，它包括：通过成形模拟(20)模拟成形工序(2)，从而生成与至少一个成形零件(3)的参考几何形状(10)相对应的回弹零件模拟模型(30)；基于至少一个成形零件(3)的回弹零件模拟模型(30)，通过组装模拟(40)来模拟组装工序(4)，并生成组装后的回弹零件模拟模型(50)，其中，如果组装后的回弹零件模拟模型(50)的几何形状与参考几何形状(10)不匹配，反复调整补偿后的回弹零件几何形状(60)，并重复基于此的组装模拟(40)，直到组装后的回弹零件模拟模型(50)与参考几何形状(10)匹配，从而得到优化的补偿后的回弹零件几何形状(60)。在此基础上，确定零件和用于成形零件的工具的设计并制造该零件和工具。

技术领域

本发明涉及用于制造零件、特别是钣金零件的设计过程领域以及用于制造它们的工具。它涉及模拟和优化零件成形和组装过程的方法。

背景技术

在设计用于制造由钣金成形工艺制成的零件的工艺和工具以及随后组装多个此类成形零件时，已知使用FEM(有限元方法)模型对成形工序和组装工序两者进行数值模拟。这种模拟考虑零件的几何形状和材料特性，计算零件受到加工和组装工具和力时诸如应力和应变之类的内部状态，并分别计算成形和组装后零件的几何形状和内部状态。在模拟组装工序后评估结果可以显示与零件不希望的变形或由过度内力造成的损坏相关的问题。基于这样的评估，人们可以修改该组装的设计，从而也可以修改零件的设计，以避免出现问题。给定修改后的设计，可以重复成形和组装操作的模拟。但是，设计过程可能很复杂，并且重复执行此类模拟的计算成本可能很高。

发明内容

因此，本发明的一个目的是创建一种模拟和优化最初提到的类型的零件的成形和组装工序的方法，该方法尤其是在计算工作量方面比已知方法更高效。

该目的通过根据权利要求的模拟和优化成形和组装件的过程的方法来实现。

该计算机实施的方法用于模拟和优化零件的成形和组装工序，其中该过程包括

·至少一种成形工序，其用于特别是由钣金坯产生相关的至少一个成形零件，和

·用于由所述至少一个成形零件和至少一个第二零件生成组装件的组装工序，

其中，

·至少一个成形工序借助成形模拟被模拟，从而产生对应于所述至少一个成形零件的参考几何形状的回弹零件模拟模型；

·基于所述至少一个成形零件的回弹零件模拟模型，组装工序借助组装模拟被模拟，并生成组装后的回弹零件模拟几何形状；

其中，如果组装后的回弹零件模拟几何形状与参考几何形状不匹配，则迭代地调整补偿后的回弹零件几何形状，借助组装模拟而基于补偿后的回弹零件几何形状模拟组装工序，在组装操作迭代循环中，生成组装后的回弹零件模拟几何形状的迭代版本，直到组装后的回弹零件模拟几何形状与参考几何形状匹配，

对应于匹配于参考几何形状的组装后的回弹零件模拟几何形状的补偿后的回弹零件几何形状是优化的补偿后的回弹零件几何形状。

与参考几何形状不匹配的组装后的回弹零件模拟几何形状被理解为意味着两个几何形状之间的差异超过阈值。

以这种方式，无需进行计算成本高昂的多次成形模拟，即可确定优化的补偿后的回弹零件几何形状。

此外，通过在组装操作迭代循环内执行优化，整个过程的复杂性降低，这允许用户与过程交互以更有效的方式工作。

在实施例中，该方法包括以下进一步步骤：对于至少一个成形零件，确定补偿后的工具几何形状和参数以限定用于创建带有回弹零件模拟几何形状的所述至少一个成形零件的相应工序，其中回弹零件模拟几何形状接近或等于优化的补偿后的回弹零件几何形状。