[发明专利]一种汽车推力杆热铆接工艺仿真分析方法

摘要

本发明公开了一种汽车推力杆热铆接工艺仿真分析方法，借助塑性力学理论与成形工艺有限元仿真软件，实现了推力杆热铆接工艺过程全工序的模拟仿真，能够再现热铆接工艺过程中，套管的各项内在特征（如应力应变、金属流线等）和外在特征（如套管变形、球头与套管接触等）的变化情况，这些特征通过试制试验研究方法是无法得到的数据，通过这些特征能直观的分析热铆接工艺过程中缺陷的形成机理，对不同工艺参数下的对比分析，实现工艺参数的优化设计，有效的降低了试制试验的风险，大大缩短了推力杆工艺参数确定周期，大幅降低了推力杆的生产成本，为推力杆产品快速推向市场提供有力的支持。

主权项

一种汽车推力杆热铆接工艺仿真分析方法，其特征在于实施步骤包括：1）将用于将套管和球头热铆接成汽车推力杆的汽车推力杆热铆接工艺按进行顺序简化分解为套管加热、铆接成形、整体冷却三个工序，基于工艺文件、推力杆三维模型、模具模型及其材料牌号生成至少一组工艺参数，选择一组工艺参数作为当前工艺参数；2）获取包括当前工艺参数对应的工艺文件、推力杆三维模型、模具模型及其材料牌号在内的输入数据，建立套管、固定模具、加热模具的装配几何模型，所述固定模具用于在套管加热工序中固定套管、加热模具用于在套管加热工序中对套管进行加热；建立球头、模压模具、导向模具的装配几何模型，所述模压模具用于在铆接成形工序中利用液压设备对套管进行模压，所述导向模具用于在铆接成形工序中对球头的运动进行导向；3）在有限元仿真软件中新建套管加热工序，将装配好的套管、固定模具、加热模具的几何模型分别导入有限元仿真软件，在套管加热区域设定多截面的金属流线，划分网格并赋予材料属性和热属性，建立套管加热仿真模型并进行套管加热工序模拟；4）读取套管加热工序模拟的套管温度分布模拟结果，判断套管温度分布模拟结果和套管加热的工艺温度是否一致，如果和套管加热的工艺温度一致，则导出套管温度分布模拟结果，并跳转执行步骤5）；否则，针对套管加热仿真模型修正材料属性和热属性，重新进行套管加热工序模拟，跳转执行步骤4）；5）在有限元仿真软件中新建铆接成形工序，将装配好的球头、模压模具、导向模具的几何模型分别导入有限元仿真软件，将球头设定为可变形模具并导入套管加热工序的套管几何模型作为工件，调整模压模具的上、下模具的间距，使得模压模具的上、下模具正好与套管相接触，设置好液压设备下行速度与模压模具的上模具相连，设置液压设备在达到工艺最大压力时停止，将球头划分网格，套管采用上一步套管加热工序模拟中的网格，对套管与球头定义材料属性，建立铆接成形仿真模型并进行铆接成形工序模拟；6）在铆接成形工序模拟过程中，分析铆接成形工序模拟套管的纹直径和筋条宽度成形过程中套管的各项内在特征和外在特征随压力增加的变化情况，所述内在特征包括应力应变、金属流线中的至少一种，外在特征包括套管变形、球头与套管接触中的至少一种；同时，读取铆接成形工序模拟过程中套管形成的波纹直径和筋条宽度， 如果套管形成的波纹直径和筋条宽度和预设的经验值一致，则导出铆接成形工序模拟结果，跳转执行步骤7）；否则，修正套管与球头的材料属性，重新进行铆接成形工序模拟，且跳转执行步骤6）；7）在有限元仿真软件中新建整体冷却工序，导出铆接成形工序的套管与球头的几何模型，并导入固定模具的几何模型，将固定模具与套管未铆接端设置为Glud、球头与套管均采用现有网格，对套管与球头定义材料属性，建立整体冷却过程仿真模型，进行整体冷却工序模拟，读取模拟得到的温度的冷却变化分布结果；8）判断冷却到常温的时长是否与预设的实际经验值一致，如果与预设的实际经验值不一致，则修正整体冷却过程仿真模型中套管与球头的属性，重新进行整体冷却工序模拟，读取模拟得到的温度的冷却变化分布结果，跳转执行步骤8）；否则跳转执行步骤结束并跳转执行步骤9）；9）判断工艺参数是否已经遍历完毕，如果尚未遍历完毕，则遍历选择下一组工艺参数作为当前工艺参数，跳转执行步骤2）；否则，从所有工艺参数中选择仿真结果最优的工艺参数作为汽车推力杆热铆接工艺仿真分析结果输出。