汽车前翼子板的反向建模与拉深成形模拟

【摘要】：汽车覆盖件传统的设计方法周期长,精度和互换性不高。本文以目前应用日益广泛的逆向工程技术为工具,结合板料成形过程数值模拟技术,对汽车前翼子板进行建模,在综合考虑前翼子板的几何形状结构特点、材料、成形工艺特点的基础上,进行成形过程分析。其目的是:(1)探索并实践典型汽车覆盖件的逆向设计技术;(2)为前翼子板的成形工艺设计提供理论依据;(3)为前翼子板的模具设计提供技术支持。 论文首先综述了课题的研究背景、意义和国内外研究现状,分析了前翼子板及其成形过程的特点,引出研究的主要内容。 其次,阐述了前翼子板的数据测量和处理方法。具体包括前翼子板反求中的数据采集方法、数据处理技术,着重研究数据点填补、噪声点删除、点云数据的精简、点云数据的平滑处理、数据输出、从整车模型中分离出翼子板点云数据等技术。 然后研究了前翼子板模型重建技术。介绍了曲面重建的理论基础,通过研究矩形域参数曲面拟合方法,阐述其在前翼子板曲面重构中的应用,并对曲面光顺性和模型精度评价等问题进行探讨。着重研究点云数据分割技术及其在前翼子板点云数据处理中的应用、前翼子板模型中各曲面构造技术、模型光顺性评估、模型精度评价等技术。 完成前翼子板曲面重构后,将其模型数据导入板料成形模拟软件Dynaform中。通过对翼子板进行曲面网格封闭性检查,压料面及工艺补充面设计,建立翼子板模拟的凸凹模形状,设定合理的边界条件,对前翼子板成形过程进行了模拟。在后置处理中,对可能出现的缺陷,提出合理的工艺改进方案。数值模拟的结果表明,应用反求技术建立的产品模型在合理的工艺条件下能够生产出合格产品,并为工件的优化设计及其工艺、模具设计提供依据。 论文最后给出了全文总结,并提出今后的研究目标。 这种将反求技术和CAE技术相结合的方法,可以实现对典型汽车覆盖件产品进行再设计,以获得一个与前面产品对象不完全相同,甚至完全不同的新的结构外形,最终达到产品设计创新的目的,同时能够缩短生产周期,降低生产成本。