[发明专利]一种蠕变时效仿真复杂型面的补偿方法

说明书

一种蠕变时效仿真复杂型面的补偿方法，步骤如下：对构件进行仿真；将仿真型面、目标型面及模具型面上下设置且型面之间有间隔；将仿真型面、目标型面以及模具型面的信息导入到复杂型面定位补偿算法中，并进行精准定位；计算整体目标型面曲率变化，统计波峰和波谷，计算波峰和波谷对应的曲率变化；根据目标型面曲率范围段中曲率大小和其对应波峰波谷进行分区；对分区进行编号，标记云点属性，对每个分区设置对应补偿系数k；验证仿真型面和目标型面对应云点在竖直方向坐标差值h；检查所有云点是否标记；对云点进行型面回弹补偿；导出补偿后的模具型面云点。本发明解决了仿真回弹时局部区域出现过补偿、欠补偿不达标等问题。

技术领域

本发明属于蠕变时效成形仿真中模具型面多次补偿技术领域，具体涉及到一种蠕变时效仿真复杂型面的补偿方法。

背景技术

随着我国航空航天科技的发展，现代航天航空飞行器的结构趋向于多维度方向上多曲率变化、复杂结构等特征。针对整体构件满足复杂结构外形、成形后性能指标高的要求，传统冷加工成形技术不再满足工艺要求，当前采用整体构件一体化制造技术，蠕变时效成形技术作为一种整体成形新加工方法之一，该技术通过温度、压力和时间调控材料微观组织变化来满足形性一体化成形技术。模具精准的曲面形态是构件以该技术成形精准的一个重要因素。

为了得到精准的模具型面，通常采用回弹补偿方法。关于回弹补偿方法近些年很多科研工作者做了大量研究工作。但现有的回弹补偿方法在针对多维度呈现“s”形变化的曲面中，不同维度上同时具有多个波峰和波谷曲面的回弹补偿适用性不高，会出现产生部分区域补偿达标而局部曲面补偿则有过补偿、欠补偿不达标等问题。

因此，本领域需要一种新的蠕变时效仿真复杂型面的补偿方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种蠕变时效仿真复杂型面的补偿方法，以解决背景技术中提出的现有的回弹补偿方法在针对多维度呈现“s”形变化的曲面中，不同维度上同时具有多个波峰和波谷曲面的回弹补偿适用性不高，会出现产生部分区域补偿达标而局部曲面补偿则有过补偿、欠补偿不达标等问题。

本发明的技术方案是，一种蠕变时效仿真复杂型面的补偿方法，包括以下步骤：

步骤S1、利用有限元软件对构件进行蠕变时效仿真，仿真完成后仿真型面发生回弹，通过有限元软件中的位移旋转功能使仿真型面一边与模具型面的一侧边缘上下对齐；

步骤S2、将仿真型面、目标型面以及模具型面由上至下依次设置，且三个型面之间具有一定间隔；

步骤S3、将仿真型面、目标型面以及模具型面的信息导入到复杂型面定位补偿算法中，并对三个型面进行精准定位；

步骤S4、计算整体目标型面的曲率变化，统计目标型面的波峰和波谷，计算对应波峰和波谷对应曲率变化；

步骤S5、根据目标型面曲率变化跨度从大到小分成不同曲率范围段，根据不同的曲率范围段，找寻对应波峰波谷，根据曲率范围段中曲率大小和其对应波峰波谷进行分区；

步骤S6、根据已区分的分区进行编号，选择分区内的云点自动标记其属性，对每个分区设置不同的对应补偿系数k；

步骤S7、验证仿真型面和目标型面对应云点在竖直方向坐标差值h，当h小于工程误差时，定义补偿系数k＝0；当h大于等于工程误差时，定义补偿系数k＝δ*β*α/r，其中δ为仿真模型结构系数，r为该云点所在分区的曲率半径，β为仿真材料回弹系数，α为曲率补偿系数；

步骤S8、遍历型面的所有云点，检查所有云点是否标记属性，如有未标记属性的云点，继续S6、S7步骤，直到所有云点均被标记；

步骤S9、对所有分区的云点进行点对点的型面回弹补偿，每个分区按其对应设定的对应补偿系数k进行回弹补偿；

步骤S10、最终导出补偿后的模具型面云点，完成本次型面回弹补偿。