基于CATIA的覆盖件冲压全工序同步仿真系统

论文摘要

板料成形CAE技术已广泛应用于汽车覆盖件冲压成形领域,传统国外的CAE软件因其学习难度大,软件价格高,与主流CAD软件存在数据交换等缺点在国内应用受到很大的限制,因此有必要发展以CAD平台为核心的无缝集成CAE系统。论文结合国家数控重大专项项目资助“C级轿车覆盖件整体侧围、翼子板和新型环保材料内饰件冲压成形模具”(编号NO.2009ZX04013—031)和国家自然科学基金“复杂汽车结构件多工位级进模条料设计的快速仿真模型与关键算法研究”(编号50905067)开发了基于CATIA平台的汽车覆盖件冲压成形全工序同步仿真系统CATIA/Multi_process Synchronous Simulation.本文通过研究和比较CATIA二次开发的方式和原理,选用了独立性和可扩展性较高的基于CAA组件应用构架的开发方法。针对目前汽车覆盖件设计与分析独立的现状,通过CATIA“发布”命令实现了汽车覆盖件CAD设计模型和CAE分析模型的“接口式”关联,由此提出了同步仿真的概念及其实现原理,并通过实例分析验证了同步仿真的可行性和有效性。以同步仿真技术为基础,通过研究汽车覆盖件冲压成形工艺特点,对系统进行了功能模块划分,以CATIA装配树作为系统结构骨架,以属性存储技术作为数据存储方案,将系统框架划分为由上之下的五个层次。采用CATIA的MVC设计模式,完成了系统的界面和数据设计。通过对CAA提供的CGM模块,状态对话命令以及非特征对象显示等功能的探索,解决了包括网格剖分,变截面等效拉深筋,工序模板以及工序管理器等技术难题。系统考虑真实工艺条件,实现包括拉延,成形,修边,翻边,回弹预测等全工序模拟功能,系统完全集成于CATIA平台,实现了设计与分析的同步。最后,论文通过对汽车B柱和汽车侧围外板件的成形模拟结果和实验结果的对比,验证了系统的准确性和有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源、目的和意义
• 1.2 板料成形数值模拟的发展历程及现状
• 1.3 本文研究内容
• 2 基于CATIA 的覆盖件冲压成形同步仿真技术
• 2.1 CATIA 二次开发基础
• 2.2 基于CATIA“发布”的接口式关联设计
• 2.3 CATIA V5 环境下的的基于“发布”的同步仿真技术
• 2.4 本章小结
• 3 基于CATIA 的覆盖件冲压全工序同步仿真系统的设计与实现
• 3.1 引言
• 3.2 系统功能需求分析
• 3.3 系统总框架设计
• 3.4 系统界面设计
• 3.5 系统数据设计
• 3.6 系统实现的相关技术
• 3.7 本章小结
• 4 基于CATIA 的覆盖件冲压全工序同步仿真系统的实例应用
• 4.1 引言
• 4.2 汽车B 柱成形模拟
• 4.3 汽车侧围外板件成形模拟
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文