复杂钣金零件展开算法及并行化研究

摘要

随着钣金冲压行业的发展，零件几何模型日趋复杂，冲压工艺逐渐多元化。传统一步逆法预示零件初始解，其边界力设定过于依赖经验值，而且随着零件复杂程度的提高，网格投影过程约束点过约束、缺约束问题开始凸显。因此本文提出一种针对复杂钣金零件的坯料展开并行算法。 提出复杂钣金零件展开自适应等效边界力算法，通过提取单元内力实现等效边界力的求解，构造节点间距与单元内力之间的函数关系，有效模拟实际冲压过程中有关压边圈、拉延筋的阻力设定值，推导出基于零件单元内力的等效边界力计算公式。 提出基于网格参数化的初始解预示算法，通过对零件复杂型面进行截面层划分，确定最大单元节点数目所在截面层，求解单元法向夹角，在约束点连通区域自适应求解的基础上完成网格参数化投影。算法避免了由零件复杂几何特征引起的过约束、缺约束问题，实现了针对复杂钣金零件的毛坯形状求解。 提出基于OpenMP的复杂钣金零件展开并行算法，重点围绕复杂钣金零件初始解计算过程中的单元节点循环，数据累加、极值均值计算、矩阵相乘等程序段进行并行化设计。在实现边界力求解及网格参数化预示的同时保证了程序的运行效率。 文章最后以汽车引擎盖内板件为例，验证了求解形状复杂的钣金零件毛坯时算法的准确性，对比分析了基于OpenMP的复杂钣金零件展开并行算法的高效性。

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