复杂汽车结构件多工位级进模条料设计的快速仿真模型与关键算法研究

近年来，随着汽车零部件制造业的快速发展，大量汽车结构件采用多工位级进模加工。汽车结构件形状复杂，成形难度大，其条料设计是级进模工艺设计中急需解决的难点和瓶颈问题，目前仍以经验设计为主。项目拟通过对条料设计进行工艺分析，解决条料中间构形设计与同步工艺性分析以及载体变形分析等关键问题,构建以快速仿真驱动的条料设计方法，主要包括：(1)建立基于成形特征的多步展开分析模型与算法，模拟条料的连续展开过程；(2)建立载体快速分析模型与算法，模拟载体变形；(3)建立条料成形性综合判断准则和快速回弹模拟算法，精确预测破裂和起皱等缺陷以及回弹趋势。项目的研究成功对提高复杂多工位级进模的设计质量，大幅缩短设计周期，以及在产品设计阶段，增强汽车结构件产品开发的自主创新能力，具有很大的理论意义和工程应用意义。

建立了基于成形特征的多步展开分析模型与算法，模拟条料的连续展开过程。开发了中间构型快速构造算法模型；建立了载体快速分析模型与算法，模拟载体变形。将载体和制件的整体变形过程简化为制件和载体两个单独的变形过程，仅考虑最终成形状态的应力平衡，应用于早起工艺设计快速评估；建立了快速回弹模拟算法和条料整体变形评估方法，采用无旋转自由度单元快速预测回弹，并采用体壳单元模拟条料整体变形与回弹，用于工艺设计最终校核。.开发了开发的级进模条料设计快速仿真软件系统，并进一步开发了完全集成于NX平台上。系统面向级进模产品设计与工艺设计人员，克服了复杂的级进模条料设计目前仍以经验设计为主的缺陷。系统现已在汽车模具制造企业得到较好的推广和应用。