一种板材冲压回弹的控制方法及控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种板材冲压回弹的控制方法，包括：获取板材的性能参数，性能参数包括包辛格效应材料参数；构建包含N个网格节点的初始模具型面；输入性能参数，对板材进行冲压仿真，获得板材在回弹前的每个网格节点的应力值和回弹后的每个网格节点的回弹量；根据应力值与包辛格效应材料参数，确定每个网格节点处的潜在形变量；根据潜在形变量和回弹量，确定每个网格节点的目标补偿量，对初始模具型面进行补偿，获得目标模具型面；根据目标模具型面，对板材进行冲压成形。本发明专利技术提供控制方法能够更快、更准确地获得满足冲压回弹精度控制的目标模具型面，提高冲压仿真与设计的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种板材冲压回弹的控制方法及控制装置
本申请涉及金属板材成形
，尤其涉及一种板材冲压回弹的控制方法及控制装置。
技术介绍
金属板材的冲压成形是汽车覆盖件、结构件等零部件常用的加工方法。对于所有冲压成形的金属板材，均存在程度不同的回弹现象，回弹是板材成形过程中，外部载荷卸除之后，各变形区材料的弹性恢复。而高强钢在汽车车身中具有广泛的应用，具有很高的强度，因此高强钢零件在冲压过程中存在着明显的回弹问题。回弹严重时，会对后续的安装等工序造成一定的影响，甚至无法正常安装。数值模拟仿真是目前分析和预测金属板材冲压回弹的重要方法，而回弹补偿方法是目前克服回弹的一个重要的方法。目前板材回弹补偿是通过回弹量的反向加载，以对冲压模具进行补偿，即反向位移补偿法方法，通过对模具型面施加一个和回弹方向相反大小相同的位移量进行补偿。然而板材的实际冲压生产表明，仅对模具型面施加反向位移无法精确地将回弹控制在目标精度范围内，需要对模具型面进行反复的修正，仿真，以使因此，需要一种更加精确的回弹补偿方案，以将冲压回弹更精确的控制在目标要求以内，提供冲压零部件的良品率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种板材冲压回弹的控制方法及控制装置，以解决或者部分解决现有的回弹补偿方案对冲压回弹的控制精度欠佳的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种板材冲压回弹的控制方法，包括：获取板材的性能参数，性能参数包括常规力学性能和包辛格效应材料参数，包辛格效应材料参数包括弹性模量与应变的映射关系；构建包含N个网格节点的初始模具型面；其中，N≥2且为正整数；输入性能参数，对板材进行冲压仿真，获得板材在回弹前的每个网格节点的应力值和回弹后的每个网格节点的回弹量；根据应力值与弹性模量与应变的映射关系，确定每个网格节点处的潜在形变量；根据每个网格节点处的潜在形变量和每个网格节点的回弹量，确定每个网格节点的目标补偿量；根据所有网格节点的目标补偿量，对初始模具型面进行补偿，获得目标模具型面；根据目标模具型面，对板材进行冲压成形。可选的，根据每个网格节点处的潜在形变量和每个网格节点的回弹量，确定每个网格节点的目标补偿量，具体包括：针对第i个网格节点，根据第i个网格节点的回弹量S1i，确定第一回弹补偿量SC1i；其中，第i个网格节点为N个网格节点中的任意一个节点，i＝1,2,……，N；根据第i个网格节点处的潜在形变量S2i，确定第二回弹补偿量SC2i；确定补偿系数对(a，b)，其中a和b的取值范围均为[-1,1]；根据补偿系数对确定第i网格节点的目标补偿量SC3i；其中，SC3i＝a×SC1i+b×SC2i。可选的，确定补偿系数对(a，b)，具体包括：确定初始补偿系数对(a0，b0)；其中a0和b0的取值范围均为[-1,1]；采用遗传算法对(a0，b0)进行迭代，获得P个待选补偿系数对(ak，bk)；其中，P≥2且为正整数，k依次取值1,2,…,P；根据补偿系数对确定第i网格节点的目标补偿量SC3i，具体包括；分别根据P个待选补偿系数对(ak，bk)，确定出第i网格节点的P个待选补偿量SC3ik；分别根据P个待选补偿量SC3ik，依次对初始模具型面上的第i网格节点进行补偿，获得P个待选模具型面；分别对P个待选模具型面进行冲压仿真，输出P个最大回弹量；其中，一个待选模具型面具有一个最大回弹量；根据P个最大回弹量，确认最大回弹量最小的待选模具型面；根据最大回弹量最小的待选模具型面对应的待选补偿系数对，确定第i网格节点的目标补偿量SC3i。进一步的，采用遗传算法对(a0，b0)进行迭代，获得P个待选补偿系数对(ak，bk)，具体包括：编码步骤：将(a0，b0)作为第一代的初始补偿系数对，对a0和b0进行二进制编码，获得二进制格式的初始值a0和b0；增值步骤：对二进制格式的初始值a0和b0进行复制、交叉和变异，获得第一代的P个二进制格式的补偿系数对(a1k，b1k)；其中，k依次取值1,2,…,P；解码步骤：对第一代的P个二进制格式的补偿系数对(a1k，b1k)进行解码，获得第一代的P个十进制格式的补偿系数对(a1k，b1k)；然后根据SC3i1k＝a1k×SC1i+b1k×SC2i，确定与第一代的第i网格节点的P个待选补偿量；仿真步骤：依次根据SC3i1k对初始模具型面进行补偿，获得第一代的P个待选模具型面；分别对第一代的P个待选模具型面进行模拟仿真，输出对应的P个最大回弹量；遗传步骤：按升序顺序，从P个最大回弹量中确认出排列在前的M个最大回弹量，根据M个最大回弹量对应的第一代的M个待选模具型面，确认出对应的M个十进制格式的补偿系数对(a1k，b1k)，将其作为第二代的初始补偿系数对；重复上述编码、增值、解码、仿真、遗传步骤，直至获得第Q代的P个十进制格式的待选补偿系数对(apk，bpk)；分别根据P个待选补偿系数对(ak，bk)，确定出第i网格节点的P个待选补偿量SC3ik，具体包括：分别根据P个待选补偿系数对(apk，bpk)，确定第Q代的第i网格节点的P个待选补偿量SC3iqk；分别根据P个待选补偿量SC3ik，依次对初始模具型面上的第i网格节点进行补偿，获得P个待选模具型面，具体包括：分别根据P个待选补偿量SC3ipk，依次对初始模具型面上的第i网格节点进行补偿，获得第Q代的P个待选模具型面。进一步的，P的取值范围为50～150，Q的取值范围为80～120，M的取值范围为8～12。如上述的技术方案，包辛格效应材料参数还包括屈服强度与应变的映射关系，软化系数，边界应力，迟滞系数，屈服面半径中的至少一种。如上述的技术方案，在输入性能参数，对板材进行冲压仿真之后，还包括：获得板材在回弹后的每个网格节点的应力值τi；根据应力值τi和包辛格效应材料参数，确定回弹后的每个网格节点的回弹量S2i。基于上述技术方案相同的专利技术构思，本专利技术还提供了一种板材冲压回弹的控制装置，包括：获取模块，用于获取板材的性能参数，性能参数包括常规力学性能和包辛格效应材料参数，包辛格效应材料参数包括弹性模量与应变的映射关系；建模模块，用于构建包含N个网格节点的初始模具型面；其中，N≥2且为正整数；仿真模块，用于输入性能参数，对板材进行冲压仿真，获得板材在回弹前的每个网格节点的应力值和回弹后的每个网格节点的回弹量；第一确定模块，用于根据应力值与弹性模量与应变的映射关系，确定每个网格节点处的潜在形变量；第二确定模块，用于根据每个网格节点处的潜在形变量和每个网格节点的回弹量，确定每个网格节点的综合目标补偿量；补偿模块，用于根据所有网格节点的目标补偿量，对初始模具型面进行补偿，获得目标模具型面；成形模块，用于根据目标模具型面，对板材进行冲压成形。基于上述技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种板材冲压回弹的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：/n获取所述板材的性能参数，所述性能参数包括常规力学性能和包辛格效应材料参数，所述包辛格效应材料参数包括弹性模量与应变的映射关系；/n构建包含N个网格节点的初始模具型面；其中，N≥2且为正整数；/n输入所述性能参数，对所述板材进行冲压仿真，获得所述板材在回弹前的每个网格节点的应力值和回弹后的每个网格节点的回弹量；/n根据所述应力值与所述弹性模量与应变的映射关系，确定每个网格节点处的潜在形变量；/n根据所述每个网格节点处的潜在形变量和每个网格节点的回弹量，确定每个网格节点的目标补偿量；/n根据所有网格节点的目标补偿量，对所述初始模具型面进行补偿，获得目标模具型面；/n根据所述目标模具型面，对所述板材进行冲压成形。/n

【技术特征摘要】
1.一种板材冲压回弹的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
获取所述板材的性能参数，所述性能参数包括常规力学性能和包辛格效应材料参数，所述包辛格效应材料参数包括弹性模量与应变的映射关系；
构建包含N个网格节点的初始模具型面；其中，N≥2且为正整数；
输入所述性能参数，对所述板材进行冲压仿真，获得所述板材在回弹前的每个网格节点的应力值和回弹后的每个网格节点的回弹量；
根据所述应力值与所述弹性模量与应变的映射关系，确定每个网格节点处的潜在形变量；
根据所述每个网格节点处的潜在形变量和每个网格节点的回弹量，确定每个网格节点的目标补偿量；
根据所有网格节点的目标补偿量，对所述初始模具型面进行补偿，获得目标模具型面；
根据所述目标模具型面，对所述板材进行冲压成形。


2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述每个网格节点处的潜在形变量和每个网格节点的回弹量，确定每个网格节点的目标补偿量，具体包括：
针对第i个网格节点，根据所述第i个网格节点的回弹量S1i，确定所述第一回弹补偿量SC1i；其中，第i个网格节点为N个网格节点中的任意一个节点，i＝1,2,……，N；
根据所述第i个网格节点处的潜在形变量S2i，确定所述第二回弹补偿量SC2i；
确定补偿系数对(a，b)，其中a和b的取值范围均为[-1,1]；
根据所述补偿系数对确定第i网格节点的目标补偿量SC3i；其中，SC3i＝a×SC1i+b×SC2i。


3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述确定补偿系数对(a，b)，具体包括：
确定初始补偿系数对(a0，b0)；其中a0和b0的取值范围均为[-1,1]；
采用遗传算法对所述(a0，b0)进行迭代，获得P个待选补偿系数对(ak，bk)；其中，所述P≥2且为正整数，k依次取值1,2,…,P；
所述根据所述补偿系数对确定第i网格节点的目标补偿量SC3i，具体包括；
分别根据所述P个待选补偿系数对(ak，bk)，确定出第i网格节点的P个待选补偿量SC3ik；
分别根据所述P个待选补偿量SC3ik，依次对所述初始模具型面上的第i网格节点进行补偿，获得P个待选模具型面；
分别对所述P个待选模具型面进行冲压仿真，输出P个最大回弹量；其中，一个待选模具型面具有一个最大回弹量；
根据所述P个最大回弹量，确认最大回弹量最小的待选模具型面；
根据所述最大回弹量最小的待选模具型面对应的待选补偿系数对，确定第i网格节点的目标补偿量SC3i。


4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述采用遗传算法对所述(a0，b0)进行迭代，获得P个待选补偿系数对(ak，bk)，具体包括：
编码步骤：将所述(a0，b0)作为第一代的初始补偿系数对，对a0和b0进行二进制编码，获得二进制格式的初始值a0和b0；
增值步骤：对所述二进制格式的初始值a0和b0进行复制、交叉和变异，获得第一代的P个二进制格式的补偿系数对(a1k，b1k)；其中，k依次取值1,2,…,P；
解码步骤：对所述第一代的P个二进制格式的补偿系数对(a1k，b1k)进行解码，获得第一代的P个十进制格式的补偿系数对(a1k，b1k)；然后根据SC3i1k＝a1k×SC1i+b1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马闻宇，杨建炜，章军，郑学斌，王宝川，姚野，胡开广，李春光，张永强，郝玉林，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11