一种改进大步长静力隐式有限元接触搜寻算法

大步长静力隐式有限元方法具有快速的计算速度和较高的计算精度,在金属板料的成形模拟领域中得到了广泛的应用.在接触搜寻阶段,由大步长引起的大量历史接触信息改变的特点使接触搜寻问题变得更困难,因此有必要针对该问题设计一种高效稳健的搜寻算法.基于主从面法的思想,提出了一种结合位置码法和ADT(Alternating Ditigal Tree,交替数字二叉树)法的改进接触搜寻算法,并集成到自主研发的QuickForm软件中;通过数值算例对该方法的计算性能进行了测试.结果表明:改进算法具有良好的搜寻性能,平均搜寻效率提升了20%左右.     

板料成形快速模拟的中间构形构造方法

为了解决传统静力隐式增量算法收敛困难的问题,提出一种基于大步长静力隐式有限元算法的板料成形快速模拟算法,即将板料成形中的弯曲和拉伸变形过程分开计算,根据板料和模具的位置关系计算中间构形.同时,提出了一种基于预应力膜单元的中间构形的准确构造方法,其中采用接触判断算法确定板料与模具的接触状态,接触区的板料形状取决于模具形状,而非接触区的板料形状采用预应力膜单元的平衡迭代计算获得,并采用平衡迭代方法计算中间构形,通过实际算例验证其有效性.结果表明,所提出的算法能够快速计算理想的中间构形,符合快速模拟的计算要求.     

虚拟环境下汽车引擎盖的匹配调整策略

为研究汽车制造装配中汽车引擎盖的匹配过程,文中基于有限元分析的虚拟环境,搭建了引擎盖的外综合样架匹配虚拟模型,并通过不同力学因素条件的对比分析以及调整元件的参数敏感性分析,得到了重力和弹性调整元件变形对引擎盖匹配的影响,以及调整元件参数调整值对各个基准点位置偏差值的敏感性,最后结合多目标优化方法,提出了一种考虑重力和弹性调整元件变形的引擎盖快速匹配调整策略,并成功应用于汽车虚拟匹配中。仿真与试验结果表明该策略可以有效地减少装配调整成本和提高调整效率。     

基于自适应响应面的多边形坯料形状优化设计

为了减轻设计者繁重的坯料形状试错仿真工作,对板料冲压工艺中具有很强实用价值的多边形坯料形状进行了优化设计.采用智能试验设计、移动最小二乘法、自适应优化更新方法构建响应面代理模型,优化多边形坯料形状,并开发了相应优化设计程序.以某汽车侧围内上板实际零件冲压成形为算例,进行了坯料智能设计,并对优化前后的成形效果进行比较.结果表明:优化后的坯料其成形破裂、起皱缺陷明显减少,能够获得较好的成形;文中方法可提高基于响应面代理模型的优化设计效率及精度,有助于提升模具设计智能程度,加快模具设计进程、减少生产成本.     

面向汽车覆盖件的有限元仿真虚拟匹配方法

提出一种面向汽车覆盖件的有限元仿真虚拟匹配方法.在有限元分析的虚拟环境下,该方法能够对汽车覆盖件、连接件和外综合样架模型进行快速装配分析,并给出汽车覆盖件的变形预测;对可调整零件进行敏感度分析以获取基准点调零的策略,提取样本点位置数据以判断汽车覆盖件的匹配质量;以汽车引擎盖装配验证作为方法应用实例,通过对比样本点的仿真数据与试验数据,获得两者变化趋势较为一致的结论,并通过计算获得最大偏差在0.6 mm以内.研究结果表明,所提方法在验证汽车覆盖件是否满足车身装配要求方面具有可行性与有效性.