[发明专利]用于具有预定义负载路径和对应网格调整方案的金属成型过程的数值模拟的专用编程计算机

说明书

基于所接收的FEA网格模型和网格调整标准，获得具有预定义负载路径的金属成型过程期间工件钣金件的数值模拟的物理特性，如下：初始化当前模拟时间；从当前模拟时间和下一网格调整时间确定当前模拟时间段；使用特征长度来建立3D网格细化区域，所述三维网格细化区域包含空间，所述空间包括与所述当前模拟时间段相对应的一部分所述预定义负载路径；通过将位于3D网格细化区域内的那些有限元细化成期望级别，并且通过根据网格粗化标准粗化区域外部的某些有限元，来更新FEA网格模型；使用当前模拟时间段的更新的FEA网格模型进行时间推进模拟的对应部分，直到当前模拟时间达到下一网格调整时间；并重复，直到当前模拟时间经过整个模拟时间段。

技术领域

本发明总的涉及用于模拟钣金件(sheet metal)成型过程的计算机辅助工程分析，更具体地涉及一种专用编程计算机系统，用于使用对应的网格调整方案、执行在具有预定义负载路径的金属成型过程期间获得工件钣金件的数值物理特性的模拟。

背景技术

钣金件成型已经在工业中被使用多年，用于从坯件钣金件形成金属部件，例如，汽车制造商和他们的供应商使用钣金件成型生产许多部件。在钣金件成型中有很多步骤，其中一个步骤被称为折边(hemming)。折边通常用于加固边缘、隐藏毛刺和毛边，并改善外观。折边的一个示例用法是制造门板。在折边过程中，钣金件边缘会朝向自身卷起。近年来，一种特殊类型的钣金件成型被称为渐进钣金件成型。钣金件通过一系列小的渐进变形形成最终的工件。通常，通过将成型工具连接到CNC(计算机数值控制)机器、机器人等来进行渐进式钣金件成型。因此成型工具的负载路径是预定义的。

渐进钣金件成型的一个示例用法是用于在原型或概念车辆中使用的部件的生产改进。由于概念车的数量有限(有时是一个)，因此为各种部件制作冲压工具是不切实际的。通常使用渐进钣金件成型。

随着计算机技术的出现，计算机辅助工程分析(例如，基于有限元分析(FEA)技术的时间推进模拟)已经被用来协助工程师/科学家设计产品和制造程序，例如钣金件成型过程。为了捕捉剧烈变化附近的详细物理特性，需要更细化的有限元网格。一种现有的方法是为整个模型制作更细化的FEA网格。然而，由于FEA网格模型的巨大尺寸，这种技术需要不切实际的长计算时间和更大的计算资源。渐进金属成型过程是一个非常缓慢的过程，数值模拟这样的过程有时需要很多个小时的计算时间。因此，现有技术的方法是不够的。因此，希望有一种改进的方法和系统，用于执行时间推进模拟，以获得具有预定义负载路径的钣金件成型过程期间中的钣金件的数值物理特性。

发明内容

公开了在专用编程的计算机系统中使用网格调整方案、获得工件钣金件在具有预定义负载路径的金属成型过程期间的数值模拟的物理特性的系统和方法。