[发明专利]一种基于摩擦磨损CAE分析的模具优化方法

摘要

本发明涉及一种基于摩擦磨损CAE分析的模具优化方法，属于汽车结构件冲压模具技术领域。本发明包括下述步骤(1)建立网格模型，确定板材和模具的材料模型以及Archard磨损模型；(2)结合实际工况，定义材料参数、运动参数、约束条件、模拟步数、工作环境参数等条件；(3)在(2)限定的条件下进行仿真计算；得到板料成型结果和模具的磨损结果；(4)在其他仿真条件不变的情况下，分别改变模具硬度参数、模具材料参数、运动参数，进行计算，得到模具的磨损量并分析不同参数对模具磨损的影响；(5)假设每千次的模具磨损量为恒定值，预测模具修模前的使用寿命；(6)通过试验方法获得生产中的模具磨损后的实际磨损量，验证CAE分析方法的可行性。

主权项

一种基于摩擦磨损CAE分析的模具优化方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一用有限元方法建立板料和模具的网格模型，同时定义板材和模具的材料模型以及模具的磨损模型；所述板料的网格模型所用网格单元为实体单元或壳单元；所述模具的网格模型所用网格单元为实体单元；所述板材的材料模型选自塑性模型、弹塑性模型中的一种；所述模具的材料模型选自理想刚性模型、理想刚塑性模型、理想刚粘塑性模型中的一种；所述模具的磨损模型为Holm粘着磨损模型或Archard理论磨损模型；步骤二结合实际工况，选择板材的屈服强度、模具的材质、模具的表面硬度、模具的运动行程、模具的运行速度、模拟总步数、模具的工作温度、模具的传热接触方式、模具的接触问题和摩擦问题；所述板材的屈服强度≥550MPa；步骤三在步骤二限定的条件下进行仿真；得到板料的成型结果以及模具的磨损区域和最大磨损量；步骤四在其它仿真条件不变的情况下，分别改变模具的表面硬度、模具的材质、模具的运行速度，进行仿真计算，得到该条件下模具的磨损区域和最大磨损量，分析不同参数对模具磨损的影响；步骤五考虑前次冲压对后续冲压过程的模具磨损影响，假设每N次的模具磨损量为恒定值，采用磨损累积有限元方法，预测模具修模前的使用寿命，所述N选自500～2000中任意一个整数；步骤六通过白光扫描方法获得实际生产中的模具磨损后的型面，快速检测获得模具的实际磨损量，验证CAE分析方法的可行性。