汽车覆盖件拉深件CAD/CAE的应用研究

论文摘要

拉深工序是汽车覆盖件成形中最重要工序，覆盖件形状大部分都是在拉深工序中形成，拉深模型面来自于拉深件，所以拉深件设计很重要。其设计包括工艺补充、压料面、拉深筋、以及凸、凹模圆角半径的确定。本文对覆盖件拉深件设计进行了研究，总结了五种类型的拉深件外补料面截面线。根据截面线的几何特征，基于Unigraphics（UG）平台，利用VC++6.0，二次开发了汽车覆盖件拉深件CAD系统。在开发的系统中，建立了截面控制线库。调用此库中的截面控制线生成并控制外补料面，使工艺补充部分的形状和尺寸，拉深筋位置、道数、尺寸，以及凸、凹模圆角半径值都可以随控制线的参数变化而变化，与之相关的外补料面也随之变化，实现拉深件的参数化设计。解决了试模后型面不易修改的问题，对不合理的设计可随时修改，不必重新设计拉深件。用户自定义特征（UDF）是把一些特征编辑到UDF库中，然后应用到其他零件，可以自动生成一些设计元素，且这些UDF的尺寸参数可以修改，使设计十分灵活方便。由UG／Sketch产生的特征与Sketch相关，改变Sketch的参数，相关的特征就会更新。利用Sketch创建各种外补料截面控制线的草图，并将一系列这样的草图加入UDF库中，建立了汽车覆盖件拉深件CAD系统的截面控制线库。CAE技术对汽车覆盖件拉深件设计起着非常关键的作用，可对汽车覆盖件进行成形数值模拟，检查零件的几何模型并预测破裂、起皱和回弹，优化工艺参数。本系统对拉深件工艺参数的灵活性控制，使得CAE与CAD技术结合更加容易。根据CAE返回的数据，在开发的CAD系统中方便地修改拉深件的各种工艺参数。以某汽车覆盖件内板为例，利用开发的CAD系统进行了拉深件设计，并用有限元软件Dynaform对设计的拉深件进行了成形预分析。根据Dynaform返回的数据，在开发的CAD系统中修改拉深件的各种工艺参数，使拉深件设计更加方便、合理与快速。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 模具 CAD/CAE技术简介
• 1.1.1 模具 CAD的发展概况
• 1.1.2 模具 CAE的发展概况
• 1.2 汽车覆盖件拉深件设计现状及发展趋势
• 1.3 课题意义及研究内容
• 1.3.1 课题意义
• 1.3.2 课题的主要研究内容
• 第二章 UG的二次开发技术
• 2.1 UG软件的概述
• 2.1.1 CAD功能简介
• 2.1.2 CAM功能简介
• 2.1.3 CAE功能简介
• 2.2 UG的二次开发技术
• 2.2.1 二次开发的基本要素
• 2.2.2 UG二次开发工具
• 2.2.3 UG/Open API接口函数
• 2.2.4 系统界面开发的主要方法
• 2.2.5 二次开发项目的建立方法
• 2.3 本章小结
• 第三章 汽车覆盖件拉深件补料控制线研究
• 3.1 工艺补充控制线的组成
• 3.2 控制线的种类及控制参数的提取
• mb）'>3.2.1 法兰修边控制线（flange_mb）
• mb）'>3.2.2 斜面修边控制线（bevel_mb）
• mb）'>3.2.3 侧壁修边控制线（side_mb）
• mb）'>3.2.4 底面修边控制线（underside_mb）
• drawing）'>3.2.5 阶梯拉深控制线（ladder_drawing）
• 3.3 本章小结
• 第四章 汽车覆盖件拉延件 CAD系统的开发
• 4.1 系统界面的设计
• 4.1.1 系统菜单的设计
• 4.1.2 对话框的设计
• 4.2 翻边模块的开发
• 4.3 冲压方向模块的开发
• 4.3.1 冲压方向目标函数的建立
• 4.3.2 最佳冲压方向的算法
• 4.3.3 程序流程与部分源程序
• 4.4 控制线库的建立和调用
• 4.4.1 创建各种类型截面控制线的 Sketch图
• 4.4.2 建立系统的 UDF征库
• 4.4.3 建立系统截面控制线库
• 4.4.4 系统控制线库的调用方法
• 4.5 其他辅助模块的开发
• 4.6 实例验证
• 4.7 本章小结
• 第五章 覆盖件拉深件的 CAD/CAE设计
• 5.1 有限元基础理论
• 5.1.1 非线形有限元列式的描述
• 5.1.2 虚功方程的空间域有限元离散
• 5.1.3 动力显式算法
• 5.2 有限元法的分析方法及关键技术
• 5.2.1 板料成形数值模拟中的的分析方法
• 5.2.2 有限元法数值模拟的关键技术
• 5.3 CAD/CAE设计
• 5.3.1 并行设计的概念
• 5.3.2 CAD/CAE并行设计的一般流程
• 5.4 实例分析
• 5.4.1 零件成型估计
• 5.4.2 利用开发的 CAD系统与 CAE反复修改拉深件
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文主要结论
• 6.2 本课题展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表或被录用的论文