專利名稱：溫?zé)岢尚文M及優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于汽車輕量化高強(qiáng)度鋼板及應(yīng)用于汽車、航天航空輕量化鋁鎂合金及復(fù)合材料溫?zé)岢尚渭夹g(shù)的溫?zé)岢尚文M及優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件。
背景技術(shù)：
時(shí)下，安全、環(huán)保、節(jié)能成為汽車制造業(yè)發(fā)展的主題，采用高強(qiáng)度鋼板沖壓件制造車身既可以減輕車體重量，又能提高安全性，是同時(shí)實(shí)現(xiàn)車體輕量化和提高碰撞安全性的最好途徑。高強(qiáng)度鋼板，強(qiáng)度越高，越難成形。尤其是當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到1500MPa時(shí)，常規(guī)的冷沖壓成形工藝幾乎無法成形。因此，如何實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度鋼板的高精度沖壓成形就成為一項(xiàng)迫切需要解決的技術(shù)難題。溫?zé)岢尚渭夹g(shù)(也稱為熱沖壓技術(shù))，是一項(xiàng)新型的專門用于成形高強(qiáng)度沖壓件的先進(jìn)制造技術(shù)，可用來成形強(qiáng)度高達(dá)1600MPa的沖壓件,目前成為世界上眾多汽車生產(chǎn)廠商關(guān)注的熱點(diǎn)。
減輕車身重量的另外方法包括使用輕質(zhì)合金(例如，鋁、鎂合金)，復(fù)合材料(例如碳纖維復(fù)合材料)；這些材料用于車身成形均要用到溫?zé)岢尚渭夹g(shù)。
溫?zé)岢尚渭夹g(shù)的發(fā)展迫切需要計(jì)算機(jī)模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件來指導(dǎo)溫?zé)岢尚文＞咴O(shè)計(jì)及工藝參數(shù)選取，溫?zé)岢尚文M及優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件是綜合理論研究、實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)值方法等科學(xué)研究方法與一體的科學(xué)成果。

發(fā)明內(nèi)容
開發(fā)一個(gè)用于高強(qiáng)度鋼板、鋁鎂合金及復(fù)合材料溫?zé)岢尚文M及優(yōu)化設(shè)計(jì)的軟件。該溫?zé)岢尚诬浖亩喑叨缺緲?gòu)攀型及模擬包含溫度對(duì)力學(xué)行為的影響、板材在高應(yīng)變率下的彈塑性力學(xué)行為和高效收斂的非線性數(shù)值模擬方法；同時(shí)，成形過程是一個(gè)涵蓋幾何、物理非線性的接觸力學(xué)問題，該溫?zé)岢尚文M引入了溫度一力學(xué)一相變等多場(chǎng)耦合因素及材料的率、溫度相關(guān)性，該多場(chǎng)的非線性耦合問題的數(shù)值模擬高效、準(zhǔn)確的考慮板料上、下表
面接觸的熱傳導(dǎo)溫度分布，同時(shí)該軟件考慮溫?zé)岢尚芜^程中模具的熱傳導(dǎo)、變形及高溫時(shí)板料與模具的接觸屬性。
冷卻系統(tǒng)也是溫?zé)岢尚渭夹g(shù)的關(guān)鍵問題，良好的管路和流量分布可使板料均勻冷卻，產(chǎn)生均勻的板料內(nèi)部的馬氏體組織，實(shí)現(xiàn)含管路布局優(yōu)化功能的數(shù)值模擬也是本溫?zé)岢尚文M及優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件的內(nèi)容。
該溫?zé)岢尚文M及優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件可以給出材料溫?zé)岢尚握麄€(gè)過程的溫度分布、厚度分布、應(yīng)變應(yīng)力分布、硬度分布、材料組織百分比及材料成形極限圖等，溫度范圍涵蓋理論上材料的所有低溫及所有高溫，同時(shí)該軟件還給出模具冷卻系統(tǒng)、溫?zé)岢尚喂に噮?shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案等。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明
圖1為本發(fā)明軟件的操作界面示意圖。
圖2為本發(fā)明軟件模擬所得溫度分布示意圖。
圖3為本發(fā)明軟件模擬所得硬度分布圖，橫坐標(biāo)為距離，縱坐標(biāo)為硬度。圖4為本發(fā)明軟件模擬所得溫?zé)岢尚握麄€(gè)過程中模具、板料溫度隨時(shí)間變化規(guī)律的示意圖，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為溫度。
圖5為本發(fā)明軟件模擬所得組織分布示意圖。
具體實(shí)施例方式
在溫?zé)岢尚文M時(shí)，建立模具CAE分析模型，輸入不同溫度下材料的熱力學(xué)參數(shù)或應(yīng)用軟件自身所提供的材料模型，然后輸入相關(guān)的工藝參數(shù)、接觸條件及選擇相應(yīng)的計(jì)算方法等，完成上述操作后進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，最后在軟件后處理界面中查看所獲得的模擬結(jié)果，例如圖2、圖3、圖4、圖5所示。
在上述溫?zé)岢尚文M基礎(chǔ)上進(jìn)行溫?zé)岢尚蔚膬?yōu)化設(shè)計(jì)，獲得最佳的工藝參數(shù)及模具設(shè)計(jì)方案。
權(quán)利要求
1.溫?zé)岢尚文M方法，包括本構(gòu)模型、接觸處理方法、模具變形處理方法、數(shù)值計(jì)算方法等。
2. 溫?zé)岢尚文＞邇?yōu)化設(shè)計(jì)方法，包括模具及其冷卻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化模型 及方法等。
3. 溫?zé)岢尚文M及優(yōu)化設(shè)計(jì)所需的邊界條件試驗(yàn)數(shù)據(jù)及模型。
4. 溫?zé)岢尚文M及優(yōu)化設(shè)計(jì)所需的工藝參數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及模型。
5. 溫?zé)岢尚文M及優(yōu)化設(shè)計(jì)所需的材料參數(shù)及其模型。
6. 溫?zé)岢尚文M及優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件的前處理、后處理方法。
7. 溫?zé)岢尚文M及優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件的源代碼。
全文摘要
用于汽車高強(qiáng)度鋼板、汽車、航天航空鋁鎂合金及復(fù)合材料溫?zé)岢尚文M及優(yōu)化設(shè)計(jì)的軟件。通過引入多尺度本構(gòu)模型，考慮材料的率相關(guān)性及溫度相關(guān)性，同時(shí)該軟件考慮溫?zé)岢尚芜^程中模具的熱傳導(dǎo)、變形及高溫時(shí)板料與模具的接觸屬性，通過引入了溫度—力學(xué)—相變等多場(chǎng)耦合因素及幾何、物理非線性問題進(jìn)行溫?zé)岢尚文M，模擬結(jié)果給出材料溫?zé)岢尚握麄€(gè)過程的溫度分布、厚度分布、應(yīng)變應(yīng)力分布、硬度分布、材料組織百分比及材料成形極限圖等。在上述溫?zé)崮M基礎(chǔ)上進(jìn)行溫?zé)岢尚蔚膬?yōu)化設(shè)計(jì)，獲得最佳的工藝參數(shù)及模具設(shè)計(jì)方案。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101625707SQ20081005150
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月1日
發(fā)明者武文華, 平 胡, 威 郭, 寧 馬 申請(qǐng)人:長春偉孚特汽車零部件有限公司