一種Autoform沖壓成型信息到碰撞仿真模型的映射方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種Autoform沖壓成型信息到碰撞仿真模型的映射方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車(chē)結(jié)構(gòu)中，大部分的車(chē)身結(jié)構(gòu)件和覆蓋件都是通過(guò)沖壓成型得到的，而這些結(jié)構(gòu)件和覆蓋件都是車(chē)身發(fā)生碰撞時(shí)的關(guān)鍵吸能部件，對(duì)汽車(chē)的被動(dòng)安全性起著至關(guān)重要的作用。材料的沖壓成型會(huì)給材料本身的力學(xué)性能和幾何形狀帶來(lái)重大影響，如厚度變化、殘余應(yīng)力、塑性應(yīng)變等。但傳統(tǒng)的碰撞仿真中材料參數(shù)采用的是理想狀態(tài)下的，即認(rèn)為板料本身的厚度以及力學(xué)性能都沒(méi)有發(fā)生變化，通過(guò)這種方式得到的碰撞仿真結(jié)果可能會(huì)引起高達(dá)20%的計(jì)算誤差。所以為了更加準(zhǔn)確的進(jìn)行碰撞仿真模擬應(yīng)該將沖壓成型后的諸多變量信息引入到碰撞仿真模型中。由于沖壓成型仿真更多的關(guān)注較小尺寸的幾何特征的成型性，如圓角、小的凸臺(tái)、凹槽等，這些區(qū)域的網(wǎng)格尺寸要求較精細(xì)。如果將這些網(wǎng)格直接用于碰撞仿真分析將會(huì)帶來(lái)碰撞模型自由度過(guò)多，碰撞仿真計(jì)算模型規(guī)模大，計(jì)算耗時(shí)長(zhǎng)等問(wèn)題，不利于汽車(chē)的前期開(kāi)發(fā)。
[0003]目前常用的沖壓成型仿真結(jié)果向碰撞模型的映射方法為網(wǎng)格映射法，同濟(jì)大學(xué)2011年第10期公開(kāi)了由作者余海燕和孫喆做的《從沖壓成型到碰撞仿真的數(shù)據(jù)映射方法研宄》。該研宄將沖壓成型引起的板料厚度改變和等效塑性應(yīng)變映射到碰撞仿真模型中進(jìn)行碰撞分析，討論了碰撞模型網(wǎng)格尺寸對(duì)數(shù)據(jù)映射精度的影響。得出尺寸越大映射過(guò)程產(chǎn)生的誤差也越小。但碰撞模型由大量的小尺寸幾何沖壓件組成，如果網(wǎng)格尺寸過(guò)小則碰撞仿真計(jì)算模型規(guī)模大，計(jì)算耗時(shí)長(zhǎng)。正常網(wǎng)格映射法中Autoform在沖壓成型計(jì)算中采用的是自適應(yīng)網(wǎng)格劃分，自適應(yīng)三角形網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)并不能與四邊形的碰撞網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，致使在Autoform實(shí)際的沖壓成型信息映射過(guò)程中存在沖壓信息偏移失真、成型信息映射不完整等情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提出了一種Autoform沖壓成型信息到碰撞仿真模型的映射方法。該方法解決了如何穩(wěn)健、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)Autoform沖壓成型信息到碰撞仿真模型的映射。
[0005]本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一種Autoform沖壓成型信息到碰撞仿真模型的映射方法，其特征在于，本方法包括如下步驟:
[0007]A、對(duì)需要映射的幾何模型進(jìn)行幾何網(wǎng)格劃分處理，并將處理后的幾何模型保存為具有相同網(wǎng)格的沖壓仿真源模型和碰撞仿真源模型，同時(shí)對(duì)沖壓仿真源模型進(jìn)行偏移和節(jié)點(diǎn)重命名；這里使得沖壓仿真源模型和碰撞仿真源模型是不同空間方位下的具有相同劃分網(wǎng)格的同一個(gè)幾何模型文件。
[0008]B、根據(jù)幾何模型的幾何形狀和特點(diǎn)分別在沖壓仿真源模型和碰撞仿真源模型中選取一一對(duì)應(yīng)的兩組節(jié)點(diǎn)號(hào)，每組節(jié)點(diǎn)號(hào)至少為三個(gè)不在同一直線(xiàn)上的特征節(jié)點(diǎn)；這里在相同的劃分網(wǎng)格下在不同空間位置的相同幾何模型中選取到對(duì)應(yīng)的同位置特征節(jié)點(diǎn)，即在沖壓仿真源模型和碰撞仿真源模型上選取的特征節(jié)點(diǎn)在同一個(gè)空間位置和方位上當(dāng)沖壓仿真源模型和碰撞仿真源模型重疊時(shí)是可以相互重合的節(jié)點(diǎn)。
[0009]C、對(duì)處理后的沖壓仿真源模型進(jìn)行幾何模型沖壓成型仿真計(jì)算分析形成帶有沖壓成型信息的沖壓仿真結(jié)果模型；作為沖壓成型信息到碰撞仿真模型映射的源文件
[0010]D、對(duì)碰撞仿真源模型進(jìn)載荷與約束的施加設(shè)置形成碰撞子結(jié)構(gòu)模型；作為沖壓成型信息到實(shí)際碰撞仿真模型映射集成對(duì)象。
[0011]E、將帶有沖壓仿真結(jié)果模型通過(guò)步驟B中對(duì)應(yīng)選取的兩組節(jié)點(diǎn)號(hào)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)映射，把沖壓成型仿真結(jié)果模型中帶有的沖壓成型信息導(dǎo)入到步驟D處理過(guò)的碰撞子結(jié)構(gòu)模型中得到帶有沖壓成型信息的用于碰撞仿真的模型。
[0012]本方法中從沖壓仿真結(jié)果模型到碰撞仿真模型的映射過(guò)程中選取的對(duì)應(yīng)特征節(jié)點(diǎn)部位的網(wǎng)格劃分一致性決定了所選取的特征節(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)系的準(zhǔn)確性。而特征節(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)系的準(zhǔn)確性對(duì)仿真計(jì)算精度有著重要影響。本申請(qǐng)中在沖壓仿真結(jié)果模型到碰撞仿真模型的映射前對(duì)需要映射的幾何模型進(jìn)行了處理，在相同劃分網(wǎng)格下選取了兩組對(duì)應(yīng)同位置映射的節(jié)點(diǎn)號(hào)。增強(qiáng)了所選取的特征節(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)系的準(zhǔn)確性。就算沖壓成型計(jì)算后所選取的節(jié)點(diǎn)號(hào)不會(huì)改變，只需沖壓成型前文件相同的碰撞仿真模型和沖壓成型后帶有沖壓成型信息的結(jié)果文件--對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)完成映射，該方法更加穩(wěn)健、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)了 Autoform
沖壓信息映射。
[0013]在上述的Autoform沖壓成型信息到碰撞仿真模型的映射方法中，所述步驟B中，每組節(jié)點(diǎn)號(hào)上選取的特征節(jié)點(diǎn)囊括整個(gè)幾何模型的制件結(jié)構(gòu)。為了保證沖壓成型信息能夠完整的進(jìn)彳丁映射。
[0014]在上述的Autoform沖壓成型信息到碰撞仿真模型的映射方法中，所述步驟C中，對(duì)沖壓成型仿真計(jì)算分析中的修邊工序進(jìn)行處理，確定兩組節(jié)點(diǎn)號(hào)的位置進(jìn)行修邊線(xiàn)處理，在沖壓方向?qū)⒐?jié)點(diǎn)向外拉伸。保證在切邊后產(chǎn)品上有可以拉伸的邊界，便于快速捕捉到節(jié)點(diǎn)。
[0015]在上述的Autoform沖壓成型信息到碰撞仿真模型的映射方法中，所述步驟D中，載荷與約束的施加按靜力等效原則進(jìn)行施加。通過(guò)對(duì)碰撞源模型進(jìn)行載荷與約束參數(shù)設(shè)定建立接近該制件在實(shí)際使用過(guò)程中的結(jié)構(gòu)局部情況，同時(shí)考慮了制件應(yīng)用設(shè)備的工作原理和整體布局情況。施加載荷與約束遵循盡量還原了結(jié)構(gòu)在實(shí)際中的真實(shí)約束和受力情況，在結(jié)構(gòu)的靜力分析中載荷與約束的施加方案對(duì)計(jì)算結(jié)果有較大的影響，增加計(jì)算結(jié)果可信度，使碰撞仿真子結(jié)構(gòu)模型更接近實(shí)際應(yīng)用。
[0016]在上述的Autoform沖壓成型信息到碰撞仿真模型的映射方法中，所述步驟E中，
應(yīng)用primer軟件中的Forming命令界面分別輸入步驟B中選取的兩組節(jié)點(diǎn)號(hào)，進(jìn)行--對(duì)應(yīng)映射。primer軟件是基于以等級(jí)相似性為基礎(chǔ)的非參數(shù)多元統(tǒng)計(jì)技術(shù)而開(kāi)發(fā)的大型多元統(tǒng)計(jì)軟件，primer軟件中的Forming命令只需在參數(shù)輸入界面輸入對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)號(hào)即能實(shí)現(xiàn)兩組節(jié)點(diǎn)號(hào)的對(duì)應(yīng)映射，達(dá)到了操作方便的目的。
[0017]在上述的Autoform沖壓成型信息到碰撞仿真模型的映射方法中，所述步驟A中，沖壓仿真源模型和碰撞仿真源模型保存為兩種格式的文件，由Hypermesh軟件將沖壓仿真源模型和碰撞仿真源模型分別輸出為DYN格式的文件和K格式的文件。保存成兩種通用可相互轉(zhuǎn)化格式的文件是為了方便后續(xù)沖壓成型仿真計(jì)算和碰撞子結(jié)構(gòu)模型的建立，及整個(gè)映射過(guò)程中所有軟件的相互通用。
[0018]在上述的Autoform沖壓成型信息到碰撞仿真模型的映射方法中，所述步驟B中，沖壓仿真源模型的偏移和節(jié)點(diǎn)重命名用軟件Mesh軟件進(jìn)行實(shí)現(xiàn)并再次導(dǎo)出為DYN格式的文件。Mesh軟件為三維模型查看工具，能夠完成沖壓仿真源模型的偏移和節(jié)點(diǎn)重命名。
[0019]在上述的Autoform沖壓成型信息到碰撞仿真模型的映射方法中，所述步驟B中，每組節(jié)點(diǎn)號(hào)為三個(gè)特征節(jié)點(diǎn)，并在Mesh軟件上將選擇的節(jié)點(diǎn)編號(hào)進(jìn)行記錄。這里是方便后面映射過(guò)程中節(jié)點(diǎn)參數(shù)輸入的操作。
[0020]在上述的Autoform沖壓成型信息到碰撞仿真模型的映射方法