加入金屬板坯與導(dǎo)向銷接觸的影響的深沖壓加工模擬的重力加載階段的制作方法
【專利摘要】本申請公開了用于在深沖壓加工模擬的重力加載階段內(nèi)加入金屬板坯與導(dǎo)向銷接觸的影響的方法。金屬板坯和導(dǎo)向銷的計(jì)算機(jī)模型被創(chuàng)建。第一計(jì)算機(jī)模型中的節(jié)點(diǎn)子集被定義為父節(jié)點(diǎn)。然后確定第一和第二特征長度。使用基于第一和第二特征長度之間的比率的公式，在每對(duì)父節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)子節(jié)點(diǎn)。通過執(zhí)行重力加載階段的計(jì)算機(jī)模擬，可以獲得在金屬板坯的自身重量遭受創(chuàng)建的側(cè)向約束的情況下金屬板坯的變形配置，側(cè)向約束是在檢測到子節(jié)點(diǎn)與表示一個(gè)所述導(dǎo)向銷的外表面的一部分的特定有限元之間的接觸時(shí)被創(chuàng)建并添加到子節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)處的。
【專利說明】加入金屬板坯與導(dǎo)向銷接觸的影響的深沖壓加工模擬的重力加載階段

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)分析的計(jì)算機(jī)模型的創(chuàng)建，更具體地說，涉及在深沖壓加工模擬的重力加載階段內(nèi)加入金屬板坯與導(dǎo)向銷接觸的影響的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]金屬板材成型已經(jīng)在工業(yè)中被使用多年，用于從金屬板坯形成金屬零件，例如，汽車制造商和他們的供應(yīng)商使用金屬板材成型來生產(chǎn)許多零件。一種最常用的金屬板材成型工藝是深沖壓(deep drawing),其利用液壓機(jī)或機(jī)械壓力機(jī)將特定形狀的沖頭推入匹配的模具中，在沖頭和模具之間放置一張金屬板坯。由該工藝制造的示例產(chǎn)品包括但不限于汽車引擎蓋、擋泥板、門、汽車燃料槽、廚房水槽、鋁罐等等。在模具的某些區(qū)域，被加工的零件或產(chǎn)品的深度通常大于其直徑的一半。因此，坯料被拉伸并由此因零件或產(chǎn)品的幾何形狀而在不同的位置變薄。該零件或產(chǎn)品僅在沒有材料破壞之類的結(jié)構(gòu)缺陷(例如破裂、撕裂、起皺、縮頸等)時(shí)是良好的。
[0003]圖1A示出了示范性的深沖壓加工機(jī)構(gòu)，其中金屬板坯或坯料120 (即在成型之前的未成型的金屬板)被置于上模具110和沖頭130之間的坯料支撐件108上。當(dāng)模具110沿沖壓軸線方向(箭頭140所示)下壓到?jīng)_頭130上時(shí)，坯料120被成型為鈑金零件。模具110包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)部分102、壓料面(binder)部分106a_b和工藝補(bǔ)充面(addendum)部分104a-b。多個(gè)導(dǎo)向銷或?qū)蛑?22被配置用于精確地導(dǎo)向坯料120。圖1B示出了示范性的金屬板還160和導(dǎo)向銷120的平面圖。金屬板還160可以在導(dǎo)向銷162的位置所定義的周界內(nèi)側(cè)向移動(dòng)。為了簡潔說明，以橢圓形示出金屬板坯160。本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員將會(huì)明白，圖1C所示的金屬板坯170可以有任何隨意的形狀。金屬板坯170被多個(gè)導(dǎo)向銷172所包圍。
[0004]為了成功地制造鈑金零件，現(xiàn)在很多制造商使用計(jì)算機(jī)或數(shù)字模擬(例如，計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)分析(CAE))來幫助他們實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)。一種有用的計(jì)算機(jī)模擬基于有限元分析(FEA)，其是計(jì)算機(jī)處理的方法，廣泛用于工業(yè)中以建模并解決與復(fù)雜系統(tǒng)相關(guān)的工程問題。有限元分析的名稱源于對(duì)所關(guān)注的物體的幾何特征進(jìn)行描述的方式。隨著現(xiàn)代數(shù)字計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，F(xiàn)EA已在FEA軟件中實(shí)現(xiàn)。FEA軟件可分為兩個(gè)基本類型，即隱式FEA軟件和顯式FEA軟件。隱式FEA軟件使用隱式方程解算器求解線性耦合方程系。該軟件通常用于模擬靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)問題。顯式FEA軟件并不求解耦合方程而是假定這些方程沒有耦合而直接求解每個(gè)未知數(shù)。顯式FEA軟件通常使用中心差分時(shí)間積分，其需要非常小的時(shí)間步距以使得該方法穩(wěn)定且精確。顯式FEA軟件通常用于模擬其中動(dòng)態(tài)特性很重要的短周期事件，如撞擊類型的事件。
[0005]在對(duì)鈑金零件的深沖壓加工進(jìn)行模擬的過程中，可以執(zhí)行多種不同類型的模擬。圖2列出了這樣的模擬的示范性系列。該示范性系列是金屬成型模擬(例如，從金屬板材成型汽車零件)。金屬成型模擬包括多個(gè)階段:I)重力加載202 ;2)壓料面包裹204 ;3)沖頭降下206 ;4)壓料面釋放以回彈208 ;以及5)邊緣翻卷并折邊(edge flanging and hemming)210。
[0006]本發(fā)明涉及深沖壓加工的重力加載階段202的數(shù)字模擬。特別地，與金屬板坯接觸的導(dǎo)向銷的影響在模擬中被考慮并建模。在重力加載階段，金屬板坯120被放置在坯料支撐件108之上。金屬板坯120可以側(cè)向移動(dòng)而不受約束，直至它與一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向銷122接觸。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)的方法已經(jīng)要求急劇改變金屬板坯的計(jì)算機(jī)模型(即細(xì)化FEA網(wǎng)格)，以便金屬板坯與導(dǎo)向銷之間的接觸可以被檢測。細(xì)化金屬板坯的FEA網(wǎng)格的缺點(diǎn)是不僅冗長，而且對(duì)工時(shí)和計(jì)算機(jī)資源(即更大的存儲(chǔ)器、更長的執(zhí)行時(shí)間等)的耗費(fèi)也很大。
[0008]因此，期望有更有效的在深沖壓加工模擬的重力加載階段內(nèi)加入金屬板坯與導(dǎo)向銷接觸的影響的系統(tǒng)和方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]這部分用于總結(jié)本發(fā)明的一些方面，并簡潔介紹一些優(yōu)選的實(shí)施例。此處的這部分、以及摘要和標(biāo)題中可能會(huì)進(jìn)行簡化或者省略，以避免使這部分的目的不清晰。這樣的簡化或省略并不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0010]本申請公開了一種用于在深沖壓加工模擬的重力加載階段內(nèi)加入金屬板坯與導(dǎo)向銷接觸的影響的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明的一方面，表示金屬板坯的第一計(jì)算機(jī)模型和表示導(dǎo)向銷的外表面的第二計(jì)算機(jī)模型被定義并在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中接收。第一和第二計(jì)算機(jī)模型中的每一個(gè)都包含由有限元連接的多個(gè)節(jié)點(diǎn)。第一計(jì)算機(jī)模型中的節(jié)點(diǎn)的子集被定義為父節(jié)點(diǎn)組。
[0011]在第一和第二計(jì)算機(jī)模型中分別確定第一和第二特征長度。第一特征長度是每對(duì)相鄰父節(jié)點(diǎn)之間的距離。第二特征長度是第二計(jì)算機(jī)模型中有限元的最短尺寸。使用基于第一和第二特征長度之間的比率的公式，在每對(duì)父節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建多個(gè)子節(jié)點(diǎn)。
[0012]然后通過執(zhí)行重力加載階段的計(jì)算機(jī)模擬，可以獲得在金屬板坯的自身重量遭受創(chuàng)建的側(cè)向約束的情況下金屬板坯的變形配置，側(cè)向約束是在檢測到子節(jié)點(diǎn)與表示導(dǎo)向銷的外表面的特定有限元之間的接觸時(shí)被創(chuàng)建并添加到子節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)處的。
[0013]通過以下結(jié)合附圖對(duì)【具體實(shí)施方式】的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]參照以下的描述、后附的權(quán)利要求和附圖，將會(huì)更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0015]圖1A是示范性的用于鈑金零件的深沖壓加工的沖壓模具機(jī)構(gòu)的正視截面圖；
[0016]圖1B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可以被數(shù)字模擬的第一示范性金屬板坯和周圍的導(dǎo)向銷的平面示意圖；
[0017]圖1C是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可以被數(shù)字模擬的設(shè)置在沖壓模具中的第二示范性金屬板坯和周圍的導(dǎo)向銷的平面示意圖；
[0018]圖2是鈑金零件的相關(guān)深沖壓加工模擬的示范性系列步驟的示意圖；
[0019]圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的金屬板坯的示范性計(jì)算機(jī)模型的示意圖；
[0020]圖3B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)向銷的示范性計(jì)算機(jī)模型的示意圖；
[0021]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的示范性方案的示意圖；
[0022]圖5A-?是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在深沖壓加工模擬的重力加載階段因與導(dǎo)向銷接觸而為表示金屬板坯的計(jì)算機(jī)模型創(chuàng)建側(cè)向約束的示范性方案的示意圖；
[0023]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在鈑金零件的深沖壓加工模擬的重力加載階段內(nèi)加入金屬板坯與導(dǎo)向銷接觸的影響的示范性方法的流程圖；
[0024]圖7是示例的計(jì)算機(jī)的主要部件的功能框圖，可在其中執(zhí)行本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0025]在以下的描述中，列出了許多特定的細(xì)節(jié)，以便透徹理解本發(fā)明。但是，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員來說，很明顯，可實(shí)施本發(fā)明而不需要這些特定的細(xì)節(jié)。此處的描述和表示是本【技術(shù)領(lǐng)域】那些最有經(jīng)驗(yàn)或最熟練的人員所常用的手段，以最有效地將它們的作用的實(shí)質(zhì)傳達(dá)給本【技術(shù)領(lǐng)域】的其他人員。在其他的例子中，已知的方法、程序和組件沒有被詳細(xì)描述，以避免不必要地使本發(fā)明的各方面變得不明顯。
[0026]此處的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”意味著與該實(shí)施例相關(guān)的特定特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、或特征可以被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。說明書中許多地方出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”并不必指的是相同的實(shí)施例，也不是相互排除其他實(shí)施例的單獨(dú)的、或選擇性的實(shí)施例。此外，表示本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的過程流程圖或圖表中的方框的順序并不固有表示任何特定的順序或者暗示本發(fā)明中的任何限制。
[0027]以下將參照圖3A-7討論本發(fā)明的實(shí)施例。但是，本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員將會(huì)理解，此處參照附圖的詳細(xì)描述用于解釋性的目的，本發(fā)明可以延伸到這些限制的實(shí)施例以外。
[0028]首先參照圖6，示出了在鈑金零件的深沖壓加工模擬的重力加載階段內(nèi)加入金屬板坯與導(dǎo)向銷接觸的影響的示范性方法600的流程圖。方法600優(yōu)選地在軟件中實(shí)施，并結(jié)合其他附圖尤其是圖3A-5B進(jìn)行理解。
[0029]方法600開始于步驟602，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(例如，圖7的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700)中接收表示金屬板坯的第一計(jì)算機(jī)模型和表示導(dǎo)向銷的外表面的第二計(jì)算機(jī)模型。第一和第二計(jì)算機(jī)模型可以是在鈑金零件的深沖壓加工的計(jì)算機(jī)模擬中使用的有限元分析模型(例如，由通過二維殼體單元連接的節(jié)點(diǎn)所定義的FEA網(wǎng)格)。
[0030]圖3A不出了表不金屬板還的不范性第一 FEA網(wǎng)格模型302,圖3B不出了表不導(dǎo)向銷的外表面的示范性第二 FEA模型312。需要注意的是，兩個(gè)示范性模型302-312不是采用相同的比例進(jìn)行圖示的。在這個(gè)例子中，第一 FEA模型302比第二 FEA模型312采用更小的比例繪制。此外，第一 FEA模型302可以有任意的形狀(例如，圖1B和IC所示的橢圓形和非規(guī)則形狀)。第二 FEA模型312可以有不同數(shù)量的殼體單元來表示外表面(即不同于圖3B所示的六個(gè)殼體單元)。
[0031]第一計(jì)算機(jī)模型的沿著金屬板坯的周界的節(jié)點(diǎn)的子集被定義或者指定為父節(jié)點(diǎn)組，該父節(jié)點(diǎn)用于創(chuàng)建子節(jié)點(diǎn)，子節(jié)點(diǎn)被配置用于檢測與導(dǎo)向銷的接觸。示范性的父節(jié)點(diǎn)304在圖3A中示出。父節(jié)點(diǎn)可以由用戶或者其它機(jī)制來定義/指定/規(guī)定(例如，應(yīng)用模塊內(nèi)的默認(rèn)定義)。
[0032]在步驟604，確定第一和第二特征長度。第一特征長度是每對(duì)相鄰父節(jié)點(diǎn)之間的距離306，第二特征長度是第二 FEA模型312中有限元的最短尺寸316。
[0033]接下來，在步驟606，在每對(duì)相鄰父節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建至少N個(gè)子節(jié)點(diǎn)。子節(jié)點(diǎn)的位置沿著第一 FEA模型的有限元的邊緣。N是第一特征長度除以第二特征長度之后四舍五入而確定的正整數(shù)。圖4示出了在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中使用的父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的示范性方案。圖4不出了表不金屬板還的不范性第一 FEA分析模型400的一部分、以及表不導(dǎo)向銷的示范性第二 FEA模型410的一部分的俯視圖。第一 FEA模型400的一個(gè)典型的有限元401具有沿周界的兩個(gè)父節(jié)點(diǎn)404a-404b。第一特征長度405是父節(jié)點(diǎn)404a和父節(jié)點(diǎn)404b(SP一對(duì)相鄰父節(jié)點(diǎn))之間的距離。第二 FEA模型410包含表示導(dǎo)向銷的外表面的有限元412。第二特征長度415是第二 FEA模型410內(nèi)的有限元的最短尺寸。在父節(jié)點(diǎn)404a_404b之間創(chuàng)建N個(gè)子節(jié)點(diǎn)408。
[0034]最后，在步驟608，通過執(zhí)行鈑金零件的深沖壓加工的重力加載階段的計(jì)算機(jī)模擬，獲得在金屬板坯的自身重量并遭受導(dǎo)向銷的側(cè)向約束的情況下金屬板坯的變形配置。當(dāng)檢測到子節(jié)點(diǎn)和第二 FEA模型的特定有限元之間的接觸時(shí)，創(chuàng)建所述側(cè)向約束。相應(yīng)的側(cè)向約束被添加給該子節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)。圖5A-5B示出了添加側(cè)向約束的示范性順序。
[0035]如圖5A所示，檢查子節(jié)點(diǎn)508是否與導(dǎo)向銷(由第二 FEA模型表示)510的外表面接觸。當(dāng)檢測到子節(jié)點(diǎn)508和第二 FEA模型510的特定有限元之間有接觸時(shí)，在子節(jié)點(diǎn)508處創(chuàng)建與該特定有限元正交或垂直的側(cè)向約束力520。接下來如圖5B所示，將側(cè)向約束力520轉(zhuǎn)換為相應(yīng)各個(gè)父節(jié)點(diǎn)504a-504b處的兩個(gè)等效約束力522a_522b。這種轉(zhuǎn)換可以采用許多現(xiàn)有的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，例如靜力平衡。
[0036]在圖5C-?所示的另一個(gè)示范性方案中，檢測到了兩處接觸:一個(gè)位于第一子節(jié)點(diǎn)508處，另一個(gè)位于第二子節(jié)點(diǎn)509處。因此，針對(duì)側(cè)向約束創(chuàng)建兩個(gè)約束力520-530。然后，將約束力520-530的合力轉(zhuǎn)換為父節(jié)點(diǎn)504a-504b處的等效側(cè)向阻力542a_542b。
[0037]在顯式有限元分析中，表示側(cè)向約束或阻力的彈力被添加到接觸位置，與表面正交。在隱式有限元中，代替阻力，將側(cè)向剛性項(xiàng)添加到各個(gè)父節(jié)點(diǎn)。當(dāng)檢測不止一處的接觸時(shí)，可通過將所有的接觸阻力進(jìn)行平均，來確定父節(jié)點(diǎn)處的側(cè)向約束力。
[0038]根據(jù)一方面，本發(fā)明涉及一個(gè)或多個(gè)可執(zhí)行在此描述的功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700的例子在圖7中示出。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700包括一個(gè)或多個(gè)處理器，例如處理器704。處理器704連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部通信總線702。關(guān)于該示范性的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，有各種軟件實(shí)現(xiàn)的描述。在讀完這一描述后，相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的人員將會(huì)明白如果使用其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)架構(gòu)來實(shí)施本發(fā)明。
[0039]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700還包括主存儲(chǔ)器708，優(yōu)選隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，還可包括輔助存儲(chǔ)器710。輔助存儲(chǔ)器710包括例如一個(gè)或多個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器712和/或一個(gè)或多個(gè)可移除存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器714，它們代表軟磁盤機(jī)、磁帶驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器等。可移除的存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器714用已知的方式從可移除存儲(chǔ)單元718中讀取和/或向可移除存儲(chǔ)單元718中寫入。可移除存儲(chǔ)單元718代表可以由可移除存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器714讀取和寫入的軟盤、磁帶、光盤等。可以理解，可移除存儲(chǔ)單元718包括其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)軟件和/或數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可讀媒介。
[0040]在可選實(shí)施例中，輔助存儲(chǔ)器710可包括其它類似的機(jī)制，允許計(jì)算機(jī)程序或者其它指令被裝載到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700。這樣的機(jī)制包括例如可移動(dòng)存儲(chǔ)單元722和接口 720。這樣的例子可包括程序盒式存儲(chǔ)器和盒式存儲(chǔ)器接口(例如，視頻游戲設(shè)備中的那些)、可移動(dòng)存儲(chǔ)芯片(例如可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM))、通用串行總線(USB)閃存、或者PROM)以及相關(guān)的插槽、以及其它可移動(dòng)存儲(chǔ)單元722和允許軟件和數(shù)據(jù)從可移動(dòng)存儲(chǔ)單元722傳遞到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700的接口 720。通常，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700由操作系統(tǒng)(OS)軟件控制和管理，操作系統(tǒng)執(zhí)行例如進(jìn)程調(diào)度、存儲(chǔ)器管理、網(wǎng)絡(luò)連接和I/O服務(wù)。
[0041]可能還設(shè)有連接到總線702的通信接口 724。通信接口 724允許軟件和數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700和外部設(shè)備之間傳遞。通信接口 724的例子包括調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)接口(例如以太網(wǎng)卡)、通信端口、個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)卡國際協(xié)會(huì)(PCMCIA)插槽和卡等等。計(jì)算機(jī)700基于一組特定的規(guī)則(也就是，協(xié)議)通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與其它計(jì)算設(shè)備通信。通用協(xié)議的其中一種是在互聯(lián)網(wǎng)中通用的TCP/IP (傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)。通常，通信接口 724將數(shù)據(jù)文件組合處理成較小的數(shù)據(jù)包以通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸，或?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)包重新組合成原始的數(shù)據(jù)文件。此外，通信接口 724處理每個(gè)數(shù)據(jù)包的地址部分以使其到達(dá)正確的目的地，或者中途截取發(fā)往計(jì)算機(jī)700的數(shù)據(jù)包。在這份文件中，術(shù)語“計(jì)算機(jī)程序媒介”和“計(jì)算機(jī)可用媒介”都用來指代媒介，例如可移動(dòng)存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器714和/或設(shè)置在硬盤驅(qū)動(dòng)器712中的硬盤。這些計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品是用于將軟件提供給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700的手段。本發(fā)明涉及這樣的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
[0042]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700還包括輸入/輸出(I/O)接口 730，它使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700能夠接入顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)、掃描器、繪圖機(jī)、以及類似設(shè)備。
[0043]計(jì)算機(jī)程序(也被稱為計(jì)算機(jī)控制邏輯)作為應(yīng)用模塊706存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器708和/或輔助存儲(chǔ)器710中。也可通過通信接口 724接收計(jì)算機(jī)程序。這樣的計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700執(zhí)行如在此所討論的本發(fā)明的特征。特別地，當(dāng)執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序時(shí)，使得處理器704執(zhí)行本發(fā)明的特征。因此，這樣的計(jì)算機(jī)程序代表計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700的控制器。
[0044]在本發(fā)明采用軟件實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，該軟件可存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中，并可使用可移動(dòng)存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器714、硬盤驅(qū)動(dòng)器712、或者通信接口 724加載到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700中。應(yīng)用模塊706被處理器704執(zhí)行時(shí)，使得處理器704執(zhí)行如在此所述的本發(fā)明的功能。
[0045]主存儲(chǔ)器708可被加載一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用模塊706,所述應(yīng)用模塊706可被一個(gè)或多個(gè)處理器704執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)期望的任務(wù)，所述處理器可具有或不具有通過I/O接口 730輸入的用戶輸入。在運(yùn)行中，當(dāng)至少一個(gè)處理器704執(zhí)行一個(gè)應(yīng)用模塊706時(shí)，結(jié)果被計(jì)算并存儲(chǔ)在輔助存儲(chǔ)器710 (也就是，硬盤驅(qū)動(dòng)器712)中。
[0046]雖然參照特定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是這些實(shí)施例僅僅是解釋性的，并不用于限制本發(fā)明。本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員可得到暗示，對(duì)具體公開的示范性實(shí)施例做出各種修改和改變。例如，雖然只有一個(gè)導(dǎo)向銷在圖5A-5B所不的不例中給予圖不和描述,但是也可以有一個(gè)以上的導(dǎo)向銷。總之，本發(fā)明的范圍不限于在此公開的特定示范性實(shí)施例，對(duì)本【技術(shù)領(lǐng)域】人員來說暗含的所有修改都將被包括在本申請的精神和范圍以及后附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種在鈑金零件的深沖壓加工模擬的重力加載階段內(nèi)加入金屬板坯與導(dǎo)向銷接觸的影響的方法，其特征在于，所述方法包括: 在其上安裝有有限元分析應(yīng)用模塊的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中接收表示金屬板坯的第一有限元分析模型和表示導(dǎo)向銷的外表面的第二有限元分析模型，所述第一和第二有限元分析模型中的每一個(gè)都包含連接多個(gè)有限元的多個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述第一有限元分析模型的沿著所述金屬板坯的周界的節(jié)點(diǎn)子集被定義為父節(jié)點(diǎn)組； 確定第一和第二特征長度，所述第一特征長度是每對(duì)相鄰父節(jié)點(diǎn)之間的距離，所述第二特征長度是所述第二有限元分析模型中所有有限元的最短尺寸； 沿著相應(yīng)有限元的邊緣在所述每對(duì)父節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建至少N個(gè)子節(jié)點(diǎn)，N是通過第一特征長度除以第二特征長度得到的正整數(shù)；以及 通過執(zhí)行鈑金零件的深沖壓加工的重力加載階段的計(jì)算機(jī)模擬，獲得在金屬板坯的自身重量并遭受導(dǎo)向銷的側(cè)向約束的情況下金屬板坯的變形配置，所述側(cè)向約束在檢測到子節(jié)點(diǎn)和所述第二有限元分析模型的特定有限元之間的接觸時(shí)創(chuàng)建，其中各個(gè)側(cè)向約束被添加到所述子節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述父節(jié)點(diǎn)組位于沿所述第一有限元分析模型的周界處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述計(jì)算機(jī)模擬使用顯式有限元方案，所述在檢測到子節(jié)點(diǎn)和第二有限元分析模型的特定有限元接觸時(shí)創(chuàng)建的側(cè)向約束，通過在所述子節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)父節(jié)點(diǎn)處添加等效側(cè)向力來實(shí)現(xiàn)，所述等效側(cè)向力從所述子節(jié)點(diǎn)和所述特定有限元之間檢測到的接觸力得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述等效側(cè)向力從所述接觸力按比例分配得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，每一所述接觸力被建模為所述第一有限元分析模型中的附加彈力，所述每一接觸力的方向與通過所述子節(jié)點(diǎn)的所述特定有限元正交，其中所述特定有限元表示一個(gè)所述導(dǎo)向銷的外表面的特定部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述計(jì)算機(jī)模擬使用隱式有限元方案，所述在檢測到子節(jié)點(diǎn)和第二有限元分析模型的特定有限元接觸時(shí)創(chuàng)建的側(cè)向約束，通過在所述子節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)父節(jié)點(diǎn)處添加等效側(cè)向剛性來實(shí)現(xiàn)，所述等效側(cè)向剛性從所述子節(jié)點(diǎn)和所述特定有限元之間檢測到的接觸力得到。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，每一所述接觸力的方向與通過所述子節(jié)點(diǎn)的所述特定有限元正交。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述等效側(cè)向剛性是基于所有所述接觸力的平均值的項(xiàng)，并被添加給所述第一有限元分析模型的正則剛性矩陣。
9.一種用于創(chuàng)建用于鈑金零件的深沖壓加工模擬的計(jì)算機(jī)模型的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 輸入/輸出接口； 存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)有限元分析應(yīng)用模塊的計(jì)算機(jī)可讀代碼；以及 與所述存儲(chǔ)器相連的至少一個(gè)處理器，所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行所述存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)可讀代碼，使得所述有限元分析應(yīng)用模塊執(zhí)行以下操作: 接收表不金屬板還的第一有限兀分析模型和表不導(dǎo)向銷的外表面的第二有限兀分析模型，所述第一和第二有限元分析模型中的每一個(gè)都包含連接多個(gè)有限元的多個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述第一有限元分析模型的沿著所述金屬板坯的周界的節(jié)點(diǎn)子集被定義為父節(jié)點(diǎn)組； 確定第一和第二特征長度，所述第一特征長度是每對(duì)相鄰父節(jié)點(diǎn)之間的距離，所述第二特征長度是所述第二有限元分析模型中所有有限元的最短尺寸； 沿著相應(yīng)有限元的邊緣在所述每對(duì)父節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建至少N個(gè)子節(jié)點(diǎn)，N是通過第一特征長度除以第二特征長度得到的正整數(shù)；以及 通過執(zhí)行鈑金零件的深沖壓加工的重力加載階段的計(jì)算機(jī)模擬，獲得在金屬板坯的自身重量并遭受導(dǎo)向銷的側(cè)向約束的情況下金屬板坯的變形配置，所述側(cè)向約束在檢測到子節(jié)點(diǎn)和所述第二有限元分析模型的特定有限元之間的接觸時(shí)創(chuàng)建，其中各個(gè)側(cè)向約束被添加到所述子節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)處。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，如果所述計(jì)算機(jī)模擬使用顯式有限元方案，所述在檢測到子節(jié)點(diǎn)和第二有限元分析模型的特定有限元接觸時(shí)創(chuàng)建的側(cè)向約束，通過在所述子節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)父節(jié)點(diǎn)處添加等效側(cè)向力來實(shí)現(xiàn)，所述等效側(cè)向力從所述子節(jié)點(diǎn)和所述特定有限元之間檢測到的接觸力得到。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，每一所述接觸力被建模為所述第一有限元分析模型中的附加彈力，所述每一接觸力的方向與通過所述子節(jié)點(diǎn)的所述特定有限元正交，其中所述特定有限元表示一個(gè)所述導(dǎo)向銷的外表面的特定部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，如果所述計(jì)算機(jī)模擬使用隱式有限元方案，所述在檢測到子節(jié)點(diǎn)和第二有限元分析模型的特定有限元接觸時(shí)創(chuàng)建的側(cè)向約束，通過在所述子節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)父節(jié)點(diǎn)處添加等效側(cè)向剛性來實(shí)現(xiàn)，所述等效側(cè)向剛性從所述子節(jié)點(diǎn)和所述特定有限元之間檢測到的接觸力得到。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，每一所述接觸力的方向與通過所述子節(jié)點(diǎn)的所述特定有限元正交，其中所述特定有限元表示一個(gè)所述導(dǎo)向銷的外表面的特定部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述等效側(cè)向剛性是基于所有所述接觸力的平均值的項(xiàng)，并被添加給所述第一有限元分析模型的正則剛性矩陣。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104182561SQ201410151809
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月28日
【發(fā)明者】朱新海 申請人:利弗莫爾軟件技術(shù)公司