本文關(guān)鍵詞：汽車(chē)覆蓋件激光切割修邊線(xiàn)優(yōu)化研究

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【摘要】：隨著國(guó)民生活水平的提高,汽車(chē)已經(jīng)成為人們生活中最重要的交通工具之一,國(guó)內(nèi)的汽車(chē)市場(chǎng)的需求也越來(lái)越大。于此同時(shí),人們對(duì)汽車(chē)生產(chǎn)的品質(zhì)要求也越來(lái)越高,這就需要車(chē)企不斷提高整車(chē)的性能與質(zhì)量。汽車(chē)車(chē)身零件修邊線(xiàn)的準(zhǔn)確性對(duì)于制件的精度、合格率等有較大的影響。在樣車(chē)試制過(guò)程中,往往后序修邊模還沒(méi)有開(kāi)發(fā),一般采用激光切割替代修邊,激光切割從制件的某個(gè)位置開(kāi)始,逐步將廢料邊切除,切割過(guò)程中制件會(huì)不斷出現(xiàn)應(yīng)力釋放的現(xiàn)象,從而產(chǎn)生持續(xù)變化的回彈,而目前生產(chǎn)中確定修邊線(xiàn)并未考慮這一情況,修邊過(guò)程中由于出現(xiàn)實(shí)時(shí)回彈的影響,工件的形狀會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致激光切割完成時(shí)制件與設(shè)計(jì)零件產(chǎn)生較大的偏差。完整的回彈數(shù)值模擬可分為兩步:加載成形過(guò)程模擬和卸載回彈過(guò)程模擬。前一步計(jì)算是回彈過(guò)程模擬的基礎(chǔ),為其提供應(yīng)力、應(yīng)變等數(shù)據(jù)。該步計(jì)算的準(zhǔn)確與否將直接影響回彈計(jì)算的精度。激光切割并不是瞬時(shí)完成的,整個(gè)過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)分時(shí)分段的過(guò)程,每一段切割結(jié)果直接影響下一段的精度。通常在模擬板料的激光修邊過(guò)程時(shí),都忽略了切割過(guò)程中板料的回彈,即忽略了板料在被切割時(shí)的實(shí)時(shí)應(yīng)力應(yīng)變,而板料的回彈計(jì)算精度與其變形歷史密切相關(guān)。那么忽略實(shí)時(shí)的回彈勢(shì)必影響最終的產(chǎn)品修邊精度,對(duì)于修邊工序而言,當(dāng)對(duì)每一段修邊線(xiàn)進(jìn)行切割時(shí),勢(shì)必會(huì)因?yàn)樾螤罱Y(jié)構(gòu)變化和應(yīng)力應(yīng)變釋放,影響后續(xù)修邊時(shí)的回彈值,從而影響修邊線(xiàn)的準(zhǔn)確性。針對(duì)這一問(wèn)題,本文提出一種根據(jù)激光切割修邊時(shí)序分步考慮回彈的更新修邊線(xiàn)方法。將制件按切割次序分塊計(jì)算回彈量并對(duì)修邊線(xiàn)重新處理,以解決修邊實(shí)時(shí)發(fā)生回彈影響制件精度的問(wèn)題。利用有限元變路徑迭代法,對(duì)某汽車(chē)頂蓋一號(hào)橫梁初始激光切割修邊線(xiàn)進(jìn)行優(yōu)化,通過(guò)仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法在求解零件修邊線(xiàn)時(shí)的有效性,以寶鋼某車(chē)身零件的激光切割修邊線(xiàn)確定為算例,驗(yàn)證了方法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：激光切割 修邊線(xiàn) 回彈 分塊分析
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U466
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.1.1 課題來(lái)源11
• 1.2 研究的背景和意義11-12
• 1.3 有限元仿真研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 回彈問(wèn)題研究現(xiàn)狀15-17
• 1.5 修邊線(xiàn)求解研究現(xiàn)狀17-20
• 1.6 課題主要研究?jī)?nèi)容與方法20-22
• 第2章 修邊/回彈仿真理論及方法22-31
• 2.1 屈服準(zhǔn)則22-25
• 2.1.1 Hill屈服準(zhǔn)則22-23
• 2.1.2 Barlat 1989屈服準(zhǔn)則23-24
• 2.1.3 Barlat 1991屈服準(zhǔn)則24-25
• 2.2 回彈對(duì)制件加工過(guò)程的影響25-27
• 2.2.1 切邊回彈對(duì)修邊線(xiàn)精度的影響26-27
• 2.3 回彈的力學(xué)機(jī)理27-28
• 2.4 回彈的數(shù)值模擬算法28-30
• 2.4.1 靜態(tài)隱式算法28-29
• 2.4.2 動(dòng)態(tài)顯式算法29-30
• 2.4.3 混合算法30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 修邊線(xiàn)優(yōu)化計(jì)算方法31-49
• 3.1 有限元切邊算法研究31-39
• 3.1.1 幾何映射法31-32
• 3.1.2 有限元法32-34
• 3.1.3 有限元網(wǎng)格映射法34-35
• 3.1.4 邊界元法35-36
• 3.1.5 AIA算法36-39
• 3.1.5.1 邊界曲線(xiàn)的離散處理36-37
• 3.1.5.2 相交的處理37-38
• 3.1.5.3 網(wǎng)格的切邊模板及標(biāo)識(shí)38-39
• 3.1.5.4 單點(diǎn)積分與多點(diǎn)積分的處理39
• 3.2 基于變形路徑的誤差修正法39-43
• 3.2.1 方法原理40-42
• 3.2.2 定義尺寸偏差42-43
• 3.2.3 結(jié)果評(píng)定43
• 3.3 修邊線(xiàn)的優(yōu)化43-47
• 3.3.1 降噪處理44-46
• 3.3.2 修邊線(xiàn)光順擬合46
• 3.3.3 修邊線(xiàn)處理流程46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第4章 針對(duì)實(shí)時(shí)回彈的修邊線(xiàn)計(jì)算方法模型49-60
• 4.1 引言49
• 4.2 修邊線(xiàn)計(jì)算方法49-50
• 4.3 一號(hào)橫梁加強(qiáng)板修邊線(xiàn)計(jì)算50-59
• 4.3.1 有限元模型的建立51-52
• 4.3.2 全工序數(shù)值模擬52-54
• 4.3.2.1 拉延工序模擬52-53
• 4.3.2.2 修邊工序模擬53-54
• 4.3.3 多種方案的試驗(yàn)?zāi)M54-57
• 4.3.4 模擬結(jié)果分析57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄65-66
• 致謝66

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