[发明专利]板料快速成形预测方法

权利要求书

1.一种板料快速成形预测方法，包括以下步骤：

第一步、对凸模、凹模、压边圈和板料建模后进行网格划分；

第二步、将板料的四周边界通过压边圈固定，然后将凸模从板料处下压并运动一预设行程步使板料作弯曲变形；通过接触搜索算法寻找板料与凸模发生穿透的网格节点以及板料与凹模接触的网格节点作为约束节点，板料的其余网格节点作为自由节点；根据约束节点采用网格变形方法来求解当前行程步的板料预示形状作为滑移约束面；

第三步、将板料节点约束在所述滑移约束面上，使板料可在滑移约束面上流动，即将板料整体作拉伸变形；

根据虚功原理，内外力所做的虚功相等建立平衡方程，对该平衡方程使用迭代法进行求解，迭代收敛后得到板料当前行程步的所有节点的位移增量，从而得到当前行程步的拉伸变形形状；

第四步、根据当前行程步的拉伸变形形状计算当前行程步的板料每个网格单元的应力应变，并根据体积不变原理，即板料的每个网格单元变形前后的体积不变，计算得到变形后每个网格单元的厚度；

第五步、重复执行第二步到第四步，直到凸模和凹模两者合模时为止，最终得到板料成形的过程及变形情况。

2.根据权利要求1所述的板料快速成形预测方法，其特征在于：第三步中，所述平衡方程为：

其中，[K]是单元刚度矩阵，{Δu}是位移增量向量，是第e个网格单元的节点内力向量，是第e个网格单元的等效节点外力向量，1≤e≤N，N为板料的网格单元数量；对所述平衡方程使用Newton-Rapshon迭代法进行求解。

3.根据权利要求1所述的板料快速成形预测方法，其特征在于：第四步中，计算当前行程步的板料每个网格单元的应力应变时，在比例加载的条件下得到弹塑性本构方程：

其中，

式中，r为板料平均面内的厚向各项异性系数，M为板料的强化系数，ε₀为网格单元的初始应变，n为板料的硬化指数，为网格单元的应力，为网格单元的应变。