车身覆盖件成形仿真软件平台若干新技术研究

论文摘要

发展国产CAE软件,提高自主研发能力,需要从“平台”和“核心”两方面同时入手。“平台”是指软件开发平台和软件体系结构,对成形仿真基础软件开发平台的研究,有利于更好的整合国内成形仿真软件的优秀资源,提升国内车身覆盖件冲压成形CAE软件的开发能力;“核心”是指核心算法,构建一套包含模面设计功能的覆盖件冲压成形前处理系统,能够有效提高汽车覆盖件冲压成形仿真效率。基于上述应用背景,本文开展了“车身覆盖件成形仿真软件开发平台”的研究,构建实施了一套面向多种操作系统的成形仿真基础软件开发平台——COMX;基于该平台,也对“车身覆盖件成形仿真前处理系统”的设计与实施过程进行了重点探讨,并对其中一些关键模块和关键算法进行了深入的研究。本文完成的主要工作内容包括:（1）车身覆盖件冲压成形仿真COMX开发平台核心框架的设计与实施;（2） COMX开发平台的系列辅助开发工具;（3）包含模面设计、网格剖分功能的车身覆盖件冲压成形前处理系统。其中,主要的创新性研究成果有:（1）“改进的栅格法”网格剖分算法;（2）以无负角和最小拉延深度为主要原则的冲压方向优化算法;（3）改进的“全局循环+局部搜索”的冲压工具预装配算法。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的依据和意义
• 1.2 CAE软件及其软件开发平台研究现状
• 1.3 车身覆盖件冲压成形仿真系统研究概况
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 COMX基础软件开发平台的关键技术研究
• 2.1 前言
• 2.2 COMX核心框架的设计与实现
• 2.2.1 COMX核心开发环境的基本规范制定及底层架构
• 2.2.2 类厂的设计及COMX组件对象的统一管理
• 2.3 COMX中若干底层组件的设计与实现
• 2.3.1 基于ACIS的CAD核心数据库及其组件封装
• 2.3.2 基于OpenGL的基础图形可视化组件
• 2.3.3 基于OpenGL的图形拾取组件
• 2.3.4 基于XML脚本驱动的可视化界面工具KUL
• 2.3.5 COMX 组件生成辅助开发工具
• 2.4 本章小结
• 第三章 模面设计系统的研究与实现
• 3.1 前言
• 3.2 KMAS模面设计系统的总体设计构架
• 3.2.1 KMAS模面设计系统的工作流程分析
• 3.2.2 KMAS模面设计系统的功能模块分析
• 3.2.3 KMAS模面设计系统的整体工作流程图
• 3.3 KMAS模面设计系统的部分关键功能实现
• 3.3.1 模面设计的零件准备
• 3.3.2 压料面的生成
• 3.3.3 工艺补充截面线库及生成
• 3.4 本章小结
• 第四章 网格生成器的研究与实现
• 4.1 前言
• 4.2 有限元网格划分的基础算法及研究背景
• 4.2.1 Delaunay三角剖分法
• 4.2.2 推进波前法
• 4.2.3 栅格法
• 4.2.4 本文网格生成器的研究背景及需求分析
• 4.3 KMAS网格生成器概述
• 4.3.1 KMAS网格生成器基本工作流程
• 4.3.2 KMAS网格生成器的基本数据结构
• 4.4 改进的栅格法有限元网格剖分算法
• 4.4.1 算法概述
• 4.4.2 生成内部节点
• 4.4.3 生成内部四边形单元
• 4.4.4 生成边界附近混合单元
• 4.4.5 算例与结论
• 4.5 本章小结
• 第五章 前处理系统及部分关键算法的研究与实现
• 5.1 前言
• 5.2 KMAS前处理系统的总体设计框架
• 5.2.1 KMAS增量法系统的工作流程分析
• 5.2.2 KMAS前处理系统的功能模块分析
• 5.2.3 KMAS前处理系统的界面框架结构
• 5.3 KMAS前处理系统中关键算法的研究与实现
• 5.3.1 法线一致性
• 5.3.2 确定冲压方向
• 5.3.3 自动装配
• 5.3.4 其它模块
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT