[发明专利]一种冲压成形中的伪拉延筋设计方法

说明书

本发明公开了一种冲压成形中的伪拉延筋设计方法，属于冲压成形设计技术领域，具体涉及一种冲压成形中的伪拉延筋设计方法，解决了传统技术中不能实现产品的减薄率精准控制的技术缺陷，其包括：步骤A：确定设计区域与节点位置，基于拉丁超立方，赋予节点位置N组水平集值的样本；步骤B：建立以节点位置为设计变量，N组水平集值为响应的kriging函数，获得KLS曲面；步骤C：通过大津算法计算每组水平集值对应的自适应阈值K，并根据自适应阈值K与KLS曲面，得到N组有限元模型等步骤，实现了通过设计一种伪拉延筋，实现产品的减薄率精准控制的技术效果。

技术领域

本发明属于冲压成形设计技术领域，具体涉及一种冲压成形中的伪拉延筋设计方法。

背景技术

冲压成形中压边圈在防止成形缺陷上起到了重要作用。在压边圈上添加拉延筋，改变材料不同部位的流动阻力，也是提高成形质量的重要方法。Leocata等研究了拉延筋对成形过程中摩擦的影响，研究表明，使用拉延筋后表面压力导致的表面峰变平和由于塑性应变引起的表面峰变粗是影响摩擦的主要因素。Zhang等提出了一种基于塑性成形原理的板材拉延筋优化方法，并使用车门内板模型进行了数值模拟，验证了该方法的实用性。沙海等以轮罩外板为研究对象，通过设置分段拉延筋来改善成形缺陷，大大提高了零件的成形质量。Torsakul等研究了三种不同的拉延筋形状在三种压边力下对非对称深冲金属工件的影响，并通过有限元模拟和试验确定了最佳的拉延筋形状和压边力大小组合。Hariharan等使用多目标遗传算法对拉延筋几何形状进行了优化，有效增加了材料的成形性。王新宝等采用改进的粒子群-BP神经网络算法来优化拉延筋映射模型，获得最优拉延筋阻力，通过非线性函数优化方法获得最优的拉延筋几何参数，有效提高了板料的成形质量。

大津算法又称大类间阈值法，最早由日本学者Nobuyuki Otsu于1979年提出，是一种自适应的阈值确定方法。该算法是一种通过最小二乘法原理和判决分析推导出最佳分割阈值的方法。其基本思想是，假设存在一个阈值，可以将图像的像素分为两类，一类图像像素点的灰度均小于这个阈值，称作背景。一类是图像像素点的灰度均大于或等于这个阈值，称作目标。当这两类中像素点的灰度的方差(类间方差)越大，表明构成图像的两部分的差别越大，当背景和目标发生错分时都会导致方差变小。因此，像素点的灰度的方差(类间方差)最大意味着错分概率最小。

国内外对于压边圈结构的研究以分块化处理和结构优化居多。李钦生等将压边圈做了分块化处理，对不同压块施加不同大小的压边力，最后获得了较大的拉延深度。Zheng等建立了用于压边圈宏观表面纹理分析的膨胀模型，并分析了在不同工艺参数下，表面纹理对成形结果的影响。汤禹成等采用结构优化来优化压边圈结构，最终实现压边圈减重50％，且结构的最大应力和关键位移均未受影响。Faria等开发了一个可变刚度的压边圈结构，结果表明，通过改变压边圈的刚度，可有效改变回弹行为。谢晖等基于疲劳分析和有限元分析的结果，并结合工程设计经验进行压边圈结构优化，有效地减小了压边圈结构的应力。Takayuki等研究了通过轧制制造压边圈宏观纹理表面，通过选择性改变压边圈区域的局部纹理来达到调整摩擦，影响拉深成形期间的材料流动，改善材料的塑性变形的目的。王耀华采用径向分块多压边圈压边方法，分析研究了影响圆筒形件径向分块多压边圈拉深工艺影响因素,确定了压边圈由内到外分块位置及压边圈由内到外加载比例，在现有的研究中，拉延筋设计方法比较简单，不能实现产品的减薄率精准控制。

发明内容

针对现有技术中不能实现产品的减薄率精准控制的问题，本发明提供一种冲压成形中的伪拉延筋设计方法，其目的在于：通过设计一种伪拉延筋，实现产品的减薄率精准控制。

本发明采用的技术方案如下：

一种冲压成形中的伪拉延筋设计方法，包括以下步骤：

步骤A：确定设计区域与节点位置，基于拉丁超立方，赋予节点位置N组水平集值的样本；

步骤B：建立以节点位置为设计变量，N组水平集值为响应的kriging函数，获得KLS曲面；