[发明专利]塑性成型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种板坯的塑性成型方法，尤其是将板坯成型为车身构件，本发明还涉及一种用于执行所述方法的具有计算机程序的计算机程序产品、一种用于模拟塑性成型的装置以及一种用于塑性成型板坯的设备。

背景技术

尤其在制造汽车车身时，板坯被塑性成型。为了实现这种成型过程并且尤其为了优化这种成型过程，由企业内实践经验已知，可模拟该成型过程，其中要考虑到板坯与夹紧工具和/或成型模具之间的摩擦。在此，以目前整体统一的摩擦参数作为基础。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，改进尤其是将板坯成型为车身构件的成型过程。

所述技术问题通过本发明提供的一种塑性成型板坯的方法、一种用于执行所述方法的具有计算机程序的计算机程序产品、一种用于模拟塑性成型的装置以及一种用于塑性成型板坯的设备得以解决。

根据本发明的一个方面，在进行实际成型之前或之中，虚拟地模拟板坯的塑性成型。所述模拟可以尤其是有限元法模拟。所述成型可以尤其包括深冲、弯曲、挤压、冲压、滚压或类似成型方法。本发明意义上的板坯尤其理解为平坦的均匀初始构件、尤其是板件、优选金属板件、尤其是钢板。在优选的实施方式中，板件在成型之前被卷绕成滚筒，即所谓的“卷”。

在企业内的实践中证明，成型过程对于板坯与夹紧工具和/或成型模具之间的摩擦是敏感的，其中，夹紧工具尤其应理解为一个或两个用于固定板坯的相对置的接触面，成型模具尤其应理解为一个或两个用于塑性成型板坯的相对置的接触面。

所述摩擦尤其取决于板坯与模具的材料配合以及润滑剂，并且可以通过摩擦参数描述所述摩擦或者在模拟中预设所述摩擦。本发明意义上的摩擦参数尤其可以是静摩擦系数和/或滑动摩擦系数μ，例如在牛顿摩擦关系式中，根据R≤μN，摩擦系数μ反映(最大)静摩擦力或滑动摩擦力R与法向力N的关系。摩擦系数尤其可以是恒定的或者是相对速度和/或法向力或板坯和模具之间的表面压力的函数。

摩擦参数尤其取决于润滑剂薄膜厚度。在实验中显示，通常随着润滑剂薄膜厚度的增大，摩擦系数减小至饱和值。

然而在企业内的实践中证明，润滑剂在板坯上并不是均匀分布的。尤其是凸度会导致卷中的润滑剂被挤到边缘。此外在卷被竖起时，润滑剂会由于重力作用而聚集在下方。

尤其是由于润滑剂薄膜厚度的这种局部变化，可能导致局部的、尤其在板坯宽度和/或板坯长度上出现不同的摩擦参数。如果取而代之使用整体统一的摩擦参数，则这可能歪曲模拟结果，并且由此导致例如错误地判断过程的稳定性和/或错误地预设过程参数。

因此，根据本发明的一个方面，以局部地、尤其在板坯宽度和/或长度上变化的摩擦参数为基础，模拟尤其使板坯成为车身构件的成型。由此，可以提升模拟的说服力并且以此为基础优化成型过程。尤其能够以模拟为基础预设润滑剂、润滑剂的量和/或板坯的处理和/或验证过程稳定性。这样，例如能够以模拟为基础清洁板坯的润滑剂和/或微量涂油()。

摩擦参数可以是局部不连续或连续变化的。尤其可以对于不同的不连续的、尤其等距的板坯区域不同地预设摩擦参数，这尤其可能对于有限元模拟是有利的。

在一种实施方式中，摩擦参数可以在局部随机变化。为此，参数值尤其可以通过基值设定，所述基值可以在板坯上局部变化或者是恒定的。随后可以通过一个或多个随机数值、尤其是随机数和/或随机特征参数(例如标准差)由根据经验的测量来改变该基值。

如前所述，摩擦参数尤其可能根据局部变化的润滑剂分布或局部不同的润滑剂薄膜厚度发生改变。因此在一种实施方式中，以局部、尤其随机变化的润滑剂分布为基础确定摩擦参数。

如前所述，可以通过基值预先设定润滑剂分布，通过一个或多个随机的数值改变所述基值。首先，尤其可以预设一个在板坯的边缘处具有润滑剂堆积的虚拟润滑剂分布，由此反映出卷中的润滑剂由于凸度而被排挤。在一种改进方案中，通过卷宽度的平方函数预设虚拟的润滑剂分布。随后，通过一个或多个随机的数值，例如通过添加随机数，改变所述虚拟的润滑剂分布或在板坯上的局部变化的基值。以模拟为基础的润滑剂分布优选随机地与实际的润滑剂分布一致。在此尤其理解为，以模拟为基础的具有中值和/或标准差的润滑剂分布与测量得到的实际润滑剂分布的中值或标准差相一致。