CN105184009B - 一种大型z字型截面弯边框肋类液压成形回弹的计算方法 - Google Patents
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Abstract
一种大型Z字型截面弯边框肋类液压成形回弹的计算方法，首先建立框肋类零件坯料反算，以形成框肋类零件成形过程数值模拟，而后对框肋类零件成形数值模拟进行曲率和外形分析，并对其成形工艺过程进行分析与优化，确定框肋类零件回弹预测的特征分解，根据框肋类零件特征进行回弹预测，同时对回弹预测数据进行截面离散几何信息处理，再次利用CAE软件进行回弹预测与补偿分析，重构形成回弹后的各个离散面，最后将各个离散面进行重合，形成用回弹预测的整体产品型面；有效解决了Z字型框肋类零件加工的制造工作中的手工校正量居高不下的问题，同时可应用于产品工装的制造，对型号研制的总体周期降低具有很强的支撑性，有利于降低企业的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及飞机板材成形回弹技术领域，尤其涉及一种大型Z字型截面弯边框肋类液压成形回弹的计算方法。
背景技术
目前国内企业液压工装通常是按零件的名称尺寸设计制造，基本上未修工艺回弹，特别是大型框肋类零件弯边轮廓，形状极不规则，因在进行液压工装时，未进行工艺回弹，故造成零件成形后校正量非常大，且导致产品制造的试模和工装的返修时间延长，同时也增加了产品制造周期，在一定程度上增加了企业的生产成本。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种大型Z字型截面弯边框肋类液压成形回弹的计算方法，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种大型Z字型截面弯边框肋类液压成形回弹的计算方法，首先建立框肋类零件坯料反算，以形成框肋类零件成形过程数值模拟，而后对框肋类零件成形数值模拟进行曲率和外形分析，并对其成形工艺过程进行分析与优化，确定框肋类零件回弹预测的特征分解，根据框肋类零件特征进行回弹预测，同时对回弹预测数据进行截面离散几何信息处理，再次利用CAE软件进行回弹预测与补偿分析，重构形成回弹后的各个离散面，最后将各个离散面进行重合，形成用回弹预测的整体产品型面；其具体步骤如下：
将原始零件内型面导入CAE软件中，并对其进行展开，得到零件毛坯；而后将展开所得零件毛坯导入CAE软件中以获得零件工艺模型，再将零件工艺模型导入CAE软件中，对其成形过程的受力情况进行分析，同时进行回弹模拟，按照大型Z字型截面弯边框零件弯边轮廓结构设计模型弯边线，弯边分为直线弯边与曲线弯边，通过建立弯边网格结点回弹位移与角度之间对应关系，逐个进行弯边离散，再将弯边离散成单元及各个截面，具体操作是以腹板面上弯边规整区的弯边线为基线，在基线上均匀插入点，过各点做基线的法平面，与腹板面以及弯边区相交出各截面线，以形成回弹补偿结果，用于修正弯边回弹；回弹补偿分为径向和切向分别进行，径向补偿值基于CAE软件内设置的知识库或基于材料性能回弹预测，切向补偿值CAE软件内设置的知识库或材料性能的仿真计算预测确定；待回弹补偿完成后首先进行数值仿真试验，仿真试验数据分析后用于工艺模型优化，并仿真试验数据校核得到最终回弹补偿量，重构形成零件工艺模型。
在本发明中，直线弯边回弹量包括两部分：1)弯曲半径回弹，成形后弯边的弯曲半径不同于模具半径，2)弯边角度回弹，成形后弯边的弯曲角度不同于模具角度。
在本发明中，曲线弯边回弹量包括径向回弹和切向回弹，径向回弹采取离散后各段按直线近视处理的办法，其表达方式与直线弯边相同，切向回弹使零件弯曲线曲率发生变化，不规则曲线可简化成直线和圆弧。
在本发明中，截面离散沿弯边线进行，通过计算每个弯边截面回弹补偿后重构形成零件工艺模型后作为模具设计的依据，以实现精确成形。
在本发明中，通过回弹预测分析，可有效解决Z字型框肋类零件加工的制造工作中的手工校正量居高不下的问题，同时可应用于产品工装的制造，对于型号研制的总体周期降低具有很强的支撑性。
有益效果：本发明中建立框肋类零件坯料反算，以形成框肋类零件成形过程数值模拟，而后对框肋类零件成形数值模拟进行曲率和外形分析，并对其成形工艺过程进行分析与优化，确定框肋类零件回弹预测的特征分解，根据框肋类零件特征进行回弹预测，形成回弹补偿结果用于修正弯边回弹，有效解决了Z字型框肋类零件加工的制造工作中的手工校正量居高不下的问题，同时可应用于产品工装的制造，对型号研制的总体周期降低具有很强的支撑性，有利于降低企业的生产成本。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例中的回弹后轮廓线与仿真结构分析示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
一种大型Z字型截面弯边框肋类液压成形回弹的计算方法，首先建立框肋类零件坯料反算，以形成框肋类零件成形过程数值模拟，而后对框肋类零件成形数值模拟进行曲率和外形分析，并对其成形工艺过程进行分析与优化，确定框肋类零件回弹预测的特征分解，根据框肋类零件特征进行回弹预测，同时对回弹预测数据进行截面离散几何信息处理，再次利用CAE软件进行回弹预测与补偿分析，重构形成回弹后的各个离散面，最后将各个离散面进行重合，形成用回弹预测的整体产品型面；其具体步骤如下：
将原始零件内型面导入CAE软件中，并对其进行展开，得到零件毛坯；而后将展开所得零件毛坯导入CAE软件中以获得零件工艺模型，再将零件工艺模型导入CAE软件中，对其成形过程的受力情况进行分析，同时进行回弹模拟，参见图1所示，按照大型Z字型截面弯边框零件弯边轮廓结构设计模型弯边线，弯边分为直线弯边与曲线弯边，其中，直线弯边回弹量包括两部分：1)弯曲半径回弹，成形后弯边的弯曲半径不同于模具半径，2)弯边角度回弹，成形后弯边的弯曲角度不同于模具角度，曲线弯边回弹量包括径向回弹和切向回弹，如表一中α向和β向所示，径向回弹采取离散后各段按直线近视处理的办法，其表达方式与直线弯边相同，切向回弹使零件弯曲线曲率发生变化，对规则曲线(圆弧)采用ΔCR或Δβ中表示，不规则曲线可先简化成直线和圆弧；不同弯边形式的回弹量如下表所示：
表一弯边回弹量表示图
通过建立弯边网格结点回弹位移与角度之间对应关系，逐个进行弯边离散，再将弯边离散成单元及各个截面，具体操作是以腹板面上弯边规整区的弯边线为基线，在基线上均匀插入点，过各点做基线的法平面，与腹板面以及弯边区相交出各截面线，以形成回弹补偿结果，用于修正弯边回弹；回弹补偿分为径向和切向分别进行，径向补偿值基于CAE软件内设置的知识库预测，切向补偿值CAE软件内设置的知识库或材料性能的仿真计算预测确定；待回弹补偿完成后首先进行数值仿真试验，仿真试验数据分析后用于工艺模型优化，并仿真试验数据计算回弹补偿量，重构形成零件工艺模型。
在本实施例中，CAE软件内设置的知识库包括经过试验所得的数据或基于本领域技术人员的经验所得的数据。
在本实施例中，截面离散沿弯边线进行，通过计算每个弯边截面回弹补偿后重构形成零件工艺模型后作为模具设计的依据，以实现精确成形。
在本实施例中，通过回弹预测分析，可有效解决Z字型框肋类零件加工的制造工作中的手工校正量居高不下的问题，同时可应用于产品工装的制造，对型号研制的总体周期降低具有很强的支撑性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种大型Z字型截面弯边框肋类液压成形回弹的计算方法，其特征在于，首先建立框肋类零件坯料反算，以形成框肋类零件成形过程数值模拟，而后对框肋类零件成形数值模拟进行曲率和外形分析，并对其成形工艺过程进行分析与优化，确定框肋类零件回弹预测的特征分解，根据框肋类零件特征进行回弹预测，同时对回弹预测数据进行截面离散几何信息处理，再次利用CAE软件进行回弹预测与补偿分析，重构形成回弹后的各个离散面，最后将各个离散面进行重合，形成用回弹预测的整体产品型面，具体步骤如下：
将原始零件内型面导入CAE软件中，并对其进行展开，得到零件毛坯；而后将展开所得零件毛坯导入CAE软件中以获得零件工艺模型，再将零件工艺模型导入CAE软件中，对其成形过程的受力情况进行分析，同时进行回弹模拟，按照大型Z字型截面弯边框零件弯边轮廓结构设计模型弯边线，弯边分为直线弯边与曲线弯边，通过建立弯边网格结点回弹位移与角度之间对应关系，逐个进行弯边离散，再将弯边离散成单元及各个截面，具体操作是以腹板面上弯边规整区的弯边线为基线，在基线上均匀插入点，过各点做基线的法平面，与腹板面以及弯边区相交出各截面线，以形成回弹补偿结果，用于修正弯边回弹；回弹补偿分为径向和切向分别进行，径向补偿值基于CAE软件内设置的知识库或基于材料性能回弹预测，切向补偿值基于CAE软件内设置的知识库或材料性能的仿真计算预测确定；待回弹补偿完成后首先进行数值仿真试验，仿真试验数据分析后用于工艺模型优化，并仿真试验数据校核得到最终回弹补偿量，重构形成零件工艺模型。
2.根据权利要求1所述的一种大型Z字型截面弯边框肋类液压成形回弹的计算方法，其特征在于，直线弯边回弹量包括两部分：1）弯曲半径回弹，成形后弯边的弯曲半径不同于模具半径， 2）弯边角度回弹，成形后弯边的弯曲角度不同于模具角度。
3.根据权利要求1所述的一种大型Z字型截面弯边框肋类液压成形回弹的计算方法，其特征在于，曲线弯边回弹量包括径向回弹和切向回弹，径向回弹采取离散后各段按直线近视处理的办法，其表达方式与直线弯边相同，切向回弹使零件弯曲线曲率发生变化，将不规则曲线简化成直线和圆弧。
4.根据权利要求1所述的一种大型Z字型截面弯边框肋类液压成形回弹的计算方法，其特征在于，截面离散沿弯边线进行，通过计算每个弯边截面回弹补偿后重构形成零件工艺模型后作为模具设计的依据，以实现精确成形。
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