基于光学测量的金属板料成形仿真技术研究

摘要

日趋成熟的商用有限元软件促进了数值模拟技术在板料冲压行业中的应用，逐渐成为我国制造业未来发展不可或缺的工具。运用有限元仿真技术研究各参数对产品质量的影响，有助于提高企业的综合实力和市场竞争力。成形极限图(Forming Limit Diagram，FLD)作为零件成形质量的评判标准在冲压行业中占有重要地位。如何高效率、高精度的获取零件的应变分布成为判断零件可成形性的关键。网格应变技术的发展为零件的应变测量提供了方法，特别是光学测量技术的诞生大大减少了企业在应变检测过程中消耗的时间和成本。
　　本文从企业的生产实际出发，在对光学测量技术进行相关研究的基础上，提出了基于ARGUS的冲压模具检测方法，并且以Python语言为工具，针对ARGUS中的不足，进行了相应的二次开发：将经验公式法引入 ARGUS，确保在没有实验法测得数据时，依然可以生成成形极限曲线(Forming Limit Curve，FLC)，对零件的合格性进行判断；同时，通过二次开发，实现了关键阶段点及各参数点云信息的输出功能；本文还对ARGUS的检测报告生成模块进行了二次开发，实现了检测报告的快速生成。在此基础上，以某汽车引擎盖内板为例，利用AUTOFORM对其可成形性进行了拉延仿真研究，通过ARGUS对试模零件的可成形性进行测量研究；最后将仿真与光学测量的结果之间进行偏差对比，找出仿真过程中存在的误差；通过迭代修正仿真参数，提高零件仿真的精度，再用仿真来验证对零件工艺方案修改的可行性，有效的避免了一次次修模试模的过程，为模具的测试和修正以及零件生产提供理论依据。
　　通过对ARGUS测量技术的二次开发，进一步完善了基于光学测量的冲压模具检测方法；将模具设计与仿真、光学测量技术、模具检测技术有机结合，有效的提高了仿真精度和零件的成形性质量，为模具的检测节约了生产时间和成本。

目录

声明

注释表

第一章 绪论

1.1引言

1.2板料成形数值模拟技术

1.3光学测量技术的发展

1.4本文主要研究内容及章节安排

第二章 基于光学测量的冲压模具检测方法

2.1引言

2.2光学测量技术相关理论基础

2.3基于ARGUS的冲压模具检测方法

2.4本章小结

第三章 基于ARGUS的板料成形性能光学测量技术

3.1引言

3.2 ARGUS开发环境简介

3.3 ARGUS中成形极限经验公式的引入

3.4数据点信息导出模块的二次开发

3.5 ARGUS检测报告生成模块的二次开发

3.6实例验证

3.7本章小结

第四章 汽车引擎盖内板的成形仿真与光学测量分析

4.1引言

4.2汽车引擎盖内板的成形仿真分析

4.3汽车引擎盖内板的光学测量分析

4.4本章小结

第五章 汽车引擎盖内板的成形仿真参数修正

5.1引言

5.2成形仿真与光学测量技术的对比验证

5.3工艺方案的修正及实验验证

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文及专利