CN112329165B - 一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法、装置及设备 - Google Patents

一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法、装置及设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法、装置及设备，方法包括：根据轮罩骨架方管截面形心坐标，建立轮罩骨架方管弯曲理论线模型，并对所述弯曲理论线模型进行分段，生成多段弯曲理论线模型；获取每一段所述弯曲理论线模型的参数，根据所述参数生成回弹理论线模型；根据所述回弹理论线模型建立轮罩骨架方管回弹三维模型。能直观的反应轮罩骨架方管在进行弹塑性弯曲后的回弹情况，其直观性好，效率高和精度高，为加工提供准确的依据和参考。

Description

一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及机械建模领域，特别涉及一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法、装置及设备。
背景技术
在工件加工领域，轮罩骨架方管在进行弹塑性弯曲过程中的弯曲应力和应变，会关系到回弹后的形状和精度，因此在加工之前，预测回弹后形状和精度就显得至关重要。
在现有技术中，通常采用的CAE来模拟弹塑性弯曲过程，以获得弯曲应力和应变、回弹后残余应变和变形，预测回弹后形状和精度，建立弯曲形状尺寸与弯曲回弹形状尺寸之间的联系指导弯曲工艺设计，但是CAE建模难度大，成本高，效率底，精度差，因此不能给轮罩骨架方管的弯曲回弹提供准确的参考依据。
有鉴于此，提出本申请。
发明内容
本发明公开了一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法、装置及设备，能直观的反应轮罩骨架方管在进行弹塑性弯曲后的回弹情况，其直观性好，效率高和精度高，为加工提供准确的依据和参考。
本发明第一实施例提供了一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法，包括：
根据轮罩骨架方管截面形心坐标，建立罩骨架方管弯曲理论线模型，并对所述弯曲理论线模型进行分段，生成多段弯曲理论线模型；
获取每一段所述弯曲理论线模型的参数，根据所述参数生成回弹理论线模型；
根据所述回弹理论线模型建立轮罩骨架方管回弹三维模型。
优选地，所述参数包括：轮罩骨架方管梁高度、轮罩骨架方管梁宽度、轮罩骨架方管壁厚、弯曲半径、弯曲转角、及弯曲曲率中心。
优选地，获取每一段所述弯曲理论线模型的参数，根据所述参数生成回弹理论线模型，具体为：
根据所述参数获取每一段弹性核高度、回弹曲率、残余弯曲半径、残余转角；
以所述弯曲曲率中心为圆心，以残余弯曲半径为半径，以残余转角为圆心角画弧，生成与多段所述弯曲理论线模型对应的多段回弹理论线；
运算多段所述回弹理论线，生成回弹理论线模型。
优选地，所述根据所述回弹理论线模型建立轮罩骨架方管回弹三维模型，具体为：
生成轮罩骨架方管截面二维轮廓模型；
将所述二维轮廓模型沿回弹理论线模型运动，生成所述轮罩骨架方管回弹三维模型。
优选地，还包括：
将所述二维轮廓模型沿弯曲理论线模型运动，生成轮罩骨架方管弯曲三维模型；
根据所述轮罩骨架方管弯曲三维模型与所述轮罩骨架方管回弹三维模型生成回弹误差。
本发明第二实施例提供了一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模装置：包括：
弯曲理论线模型建立单元，用于根据轮罩骨架方管截面形心坐标，建立罩骨架方管弯曲理论线模型，并对所述弯曲理论线模型进行分段，生成多段弯曲理论线模型；
回弹理论线模型生成单元，用于获取每一段所述弯曲理论线模型的参数，根据所述参数生成回弹理论线模型；
回弹三维模型建立单元，用于根据所述回弹理论线模型建立轮罩骨架方管回弹三维模型。
优选地，所述参数包括：轮罩骨架方管梁高度、轮罩骨架方管梁宽度、轮罩骨架方管壁厚、弯曲半径、弯曲转角、及弯曲曲率中心。
优选地，回弹理论线模型生成单元具体用于：
根据所述参数获取每一段弹性核高度、回弹曲率、残余弯曲半径、残余转角；
以所述弯曲曲率中心为圆心，以残余弯曲半径为半径，以残余转角为圆心角画弧，生成与多段所述弯曲理论线模型对应的多段回弹理论线；
运算多段所述回弹理论线，生成回弹理论线模型。
优选地，所述回弹三维模型建立单元具体用于：
生成轮罩骨架方管截面二维轮廓模型；
将所述二维轮廓模型沿回弹理论线模型运动，生成所述轮罩骨架方管回弹三维模型。
本发明第三实施例提供了一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序实现如上任意一项所述的一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法。
基于本发明提供的一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法、装置及设备，通过先建立罩骨架方管弯曲理论线模型，并提取弯曲理论线模型的参数，根据参数建立回弹理论线模型，再根据所述回弹理论线模型建立轮罩骨架方管回弹三维模型，能直观的反应轮罩骨架方管在进行弹塑性弯曲后的回弹情况，其直观性好，效率高和精度高，为加工提供准确的依据和参考。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法流程示意图；
图2是本发明实施例提供的轮罩骨架方管弯曲理论线模型示意图；
图3是本发明实施例提供的多段回弹理论线模型示意图；
图4本发明实施例提供的轮罩骨架方管回弹理论线模型示意图；
图5本发明实施例提供的轮罩骨架方管回弹三维模型示意图；
图6本发明第二实施例提供的一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模装置结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
实施例中提及的“第一\第二”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
本发明公开了一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法、装置及设备，能直观的反应轮罩骨架方管在进行弹塑性弯曲后的回弹情况，其直观性好，效率高和精度高，为加工提供准确的依据和参考。
请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法，其可由轮罩骨架方管弯曲回弹的建模设备(以下简称建模设备)来执行，特别的，由建模设备内的一个或者多个处理器来执行，以实现如下步骤：
S101，根据轮罩骨架方管截面形心坐标，建立轮罩骨架方管弯曲理论线模型，并对所述弯曲理论线模型进行分段，生成多段弯曲理论线模型；
在本实施例中，所述建模设备可以是一个用户终端(例如电脑、平板电脑、或其他智能设备)，特别的，所述建模设备内可存储有用于建立轮罩骨架方管回弹三维模型的数据，以实现以根据弯曲理论线模型来回弹三维模型。
在本实施例中，请参阅图2，首先建立xy坐标系，在xy坐标系生成轮罩骨架方管弯曲理论线模型1，同时对弯曲理论线模型1进行分段，将其分为7段，例如，d1d2段,d2d3段,d3d4段,d4d5段,d5d6段,d6d7段,d7d8段；其中，ρi为第i段弯曲半径(mm)，θi为第i段弯曲转角(°)，Oi为第i段弯曲曲率中心；可以理解的是，每一段弯曲理论线模型都有一个弯曲曲率中心Oi。
S102，获取每一段所述弯曲理论线模型的参数，根据所述参数生成回弹理论线模型；
在本实施例中，所述参数可以包括轮罩骨架方管梁高度h、轮罩骨架方管梁宽度b、轮罩骨架方管壁厚t、弯曲半径ρi、弯曲转角θi、及弯曲曲率中心Oi。
需要说明的是，根据所述参数获取每一段弹性核高度、回弹曲率、残余弯曲半径、残余转角，具体步骤如下可以先通过公式hie＝ρ·σs/E获取每一段的hie为弯曲截面上的弹性核z向高度，σs为材料屈服强度，E为弹性模量，其中，i＝1，…7；接着通过公式
Figure BDA0002745621200000071
计算每一段的弯曲回弹曲率，Δki为第i段回弹曲率，其中，i＝1，…7，再接着，通过公式
Figure BDA0002745621200000081
计算每一段的段残余弯曲半径ρir，通过公式θir＝θiρi/ρir计算每一段的段残余转角θir；以所述弯曲曲率中心Oi为圆心，以残余弯曲半径为半径ρir，以残余转角θir为圆心角画弧，生成与多段所述弯曲理论线模型对应的多段回弹理论线，如图3所示；
最后通过将多段回弹理论线(2至8段)进行移动，以生成回弹理论线模型，具体可以将件3的左端点移动与件2上端点重合，并将件3转动，使件3和件2在重合点相切，获得件3-2连模型；将件4左端点移动与件3-2模型右端点重合，并将件4转动，使件4和件3-2在重合点相切，获得件4-3-2连模型；将件5左端点移动与件4-3-2模型右端点重合，并将件5转动，使件5和件4-3-2在重合点相切，获得件5-4-3-2连模型；将件6左端点移动与件5-4-3-2模型右端点重合，并将件6转动，使件6和件5-4-3-2在重合点相切，获得件6-5-4-3-2连模型；将件7左端点移动与件6-5-4-3-2模型右端点重合，并将件7转动，使件7和件6-5-4-3-2在重合点相切，获得件7-6-5-4-3-2连模型；将件8左端点移动与件7-6-5-4-3-2模型右端点重合，并将件8转动，使件8和件7-6-5-4-3-2在重合点相切。最后获得回弹理论线模型9，如图4所示。
S103，根据所述回弹理论线模型建立轮罩骨架方管回弹三维模型。
请参阅图5，生成轮罩骨架方管截面二维轮廓模型12；
将所述二维轮廓模型12沿回弹理论线模型9运动，生成所述轮罩骨架方管回弹三维模型11。
需要说明的是，所述轮罩骨架方管截面二维轮廓模型12在沿回弹理论线模型9运动时，始终垂直于所述回弹理论线模型9运动。
在本实施例中，还包括：
将所述二维轮廓模型12沿弯曲理论线模型1运动，生成轮罩骨架方管弯曲三维模型10；
需要说明的是，所述轮罩骨架方管截面二维轮廓模型12在沿弯曲理论线模型1时，始终垂直于所述弯曲理论线模型1运动。
根据所述轮罩骨架方管弯曲三维模型与所述轮罩骨架方管回弹三维模型生成回弹误差。具体地：如图5所示，通过获取d8d8’两点之间的x方向距离，定义为x方向回弹误差Δx(mm)，获取获取d8d8’两点之间的y方向距离，定义为y方向回弹误差Δy(mm)。
以下以一个实际的例子来说明本发明在机械设计与塑性工艺仿真领域中应用。
下表为轮罩骨架轮罩骨架方管弯曲回弹计算方案与结果。
Figure BDA0002745621200000091
Figure BDA0002745621200000101
综上所述，本发明实施例提供的一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法，通过先建立罩骨架方管弯曲理论线模型，并提取弯曲理论线模型的参数，根据参数建立回弹理论线模型，再根据所述回弹理论线模型建立轮罩骨架方管回弹三维模型，能直观的反应轮罩骨架方管在进行弹塑性弯曲后的回弹情况，其直观性好，效率高和精度高，为加工提供准确的依据和参考。
请参阅图6，本发明第二实施例提供了一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模装置：包括：
弯曲理论线模型建立单201，用于根据轮罩骨架方管截面形心坐标，建立罩骨架方管弯曲理论线模型，并对所述弯曲理论线模型进行分段，生成多段弯曲理论线模型；
回弹理论线模型生成单元202，用于获取每一段所述弯曲理论线模型的参数，根据所述参数生成回弹理论线模型；
回弹三维模型建立单元203，用于根据所述回弹理论线模型建立轮罩骨架方管回弹三维模型。
优选地，所述参数包括：轮罩骨架方管梁高度、轮罩骨架方管梁宽度、轮罩骨架方管壁厚、弯曲半径、弯曲转角、及弯曲曲率中心。
优选地，回弹理论线模型生成单元202具体用于：
根据所述参数获取每一段弹性核高度、回弹曲率、残余弯曲半径、残余转角；
以所述弯曲曲率中心为圆心，以残余弯曲半径为半径，以残余转角为圆心角画弧，生成与多段所述弯曲理论线模型对应的多段回弹理论线；
运算多段所述回弹理论线，生成回弹理论线模型。
优选地，所述回弹三维模型建立单元203具体用于：
生成轮罩骨架方管截面二维轮廓模型；
将所述二维轮廓模型沿回弹理论线模型运动，生成所述轮罩骨架方管回弹三维模型。
本发明第三实施例提供了一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序实现如上任意一项所述的一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法。
基于本发明提供的一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法、装置及设备，通过先建立罩骨架方管弯曲理论线模型，并提取弯曲理论线模型的参数，根据参数建立回弹理论线模型，再根据所述回弹理论线模型建立轮罩骨架方管回弹三维模型，能直观的反应轮罩骨架方管在进行弹塑性弯曲后的回弹情况，其直观性好，效率高和精度高，为加工提供准确的依据和参考。
示例性地，本发明第三实施例和第四实施例中所述的计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述实现一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模设备中的执行过程。例如，本发明第二实施例中所述的装置。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述实现对轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、文字转换功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、文字消息数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(SecureDigital,SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述实现的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法，其特征在于，包括：
根据轮罩骨架方管截面形心坐标，建立轮罩骨架方管弯曲理论线模型，并对所述弯曲理论线模型进行分段，生成多段弯曲理论线模型；
获取每一段所述弯曲理论线模型的参数，根据所述参数生成回弹理论线模型,具体为：根据所述参数获取每一段弹性核高度、回弹曲率、残余弯曲半径、残余转角；以弯曲曲率中心为圆心，以残余弯曲半径为半径，以残余转角为圆心角画弧，生成与多段所述弯曲理论线模型对应的多段回弹理论线；运算多段所述回弹理论线，生成回弹理论线模型；其中，所述参数包括轮罩骨架方管梁高度、轮罩骨架方管梁宽度、轮罩骨架方管壁厚、弯曲半径、弯曲转角、及弯曲曲率中心；
根据所述回弹理论线模型建立轮罩骨架方管回弹三维模型，具体为：生成轮罩骨架方管截面二维轮廓模型；
将所述二维轮廓模型沿回弹理论线模型运动，生成所述轮罩骨架方管回弹三维模型；
还包括将所述二维轮廓模型沿弯曲理论线模型运动，生成轮罩骨架方管弯曲三维模型；
根据所述轮罩骨架方管弯曲三维模型与所述轮罩骨架方管回弹三维模型生成回弹误差。
2.一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模装置，其特征在于，包括：
弯曲理论线模型建立单元，用于根据轮罩骨架方管截面形心坐标，建立轮罩骨架方管弯曲理论线模型，并对所述弯曲理论线模型进行分段，生成多段弯曲理论线模型；
回弹理论线模型生成单元，用于获取每一段所述弯曲理论线模型的参数，根据所述参数生成回弹理论线模型,具体用于：根据所述参数获取每一段弹性核高度、回弹曲率、残余弯曲半径、残余转角；以弯曲曲率中心为圆心，以残余弯曲半径为半径，以残余转角为圆心角画弧，生成与多段所述弯曲理论线模型对应的多段回弹理论线；运算多段所述回弹理论线，生成回弹理论线模型；其中，所述参数包括轮罩骨架方管梁高度、轮罩骨架方管梁宽度、轮罩骨架方管壁厚、弯曲半径、弯曲转角、及弯曲曲率中心；
回弹三维模型建立单元，用于根据所述回弹理论线模型建立轮罩骨架方管回弹三维模型，具体用于：生成轮罩骨架方管截面二维轮廓模型；
将所述二维轮廓模型沿回弹理论线模型运动，生成所述轮罩骨架方管回弹三维模型；
还包括将所述二维轮廓模型沿弯曲理论线模型运动，生成轮罩骨架方管弯曲三维模型；
根据所述轮罩骨架方管弯曲三维模型与所述轮罩骨架方管回弹三维模型生成回弹误差。
3.一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序实现如权利要求1所述的一种轮罩骨架方管弯曲回弹的建模方法。
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