基于SolidWorks的板料成形快速仿真系统的研究和开发-材料加工工程专业论文.docxVIP

摘 要 有限元数值模拟技术在板料冲压成形领域应用广泛，可以在零件和模具设计的初 期阶段验证其设计的有效性，提高开发效率。但是专业的板料CAE软件对用户的有 限元知识的要求较高，且模型在CAD与CAE软件之间通过中间数据格式进行交换会 导致数据损失。因此，开发集成的CAD/CAE系统，可以扩大CAD和CAE技术在企业 中的应用程度，对提高设计质量和降低开发周期具有重要的现实意义。 论文结合国家自然科学基金项目（N0和中国博士后基金面上资助项 目(No.20080440930，基于SolidWorks平台，开发了面向钣金结构件的板料展开快速 模拟系统SW-BEX（StampingWorks-Blank Estimation Xpert），实现了CAD/CAE的无 缝集成。 文中首先阐述了板料成形数值模拟技术在国内外的发展情况和SolidWorks平台 的板料展开技术的集成情况，随后论文以SW-BEX系统的设计和开发为中心，研究了 有限元逆算法基本思想、SolidWorks二次开发等系统开发的基本理论和开发工具；分 析了SW-BEX系统的设计开发目标和系统需求，并运用模块化思想实现了系统框架结 构和详细功能的设计；文中详细阐述了系统界面、功能、数据结构的设计和开发过 程，重点研究了网格剖分、有限元模型显示、节点有哪些信誉好的足球投注网站和映射、数据存储等系统实 现的关键技术，结合FASTAMP的拓扑网格剖分器和逆算法求解器，完成了整个系统 的开发。 SW-BEX系统采用操作树和属性页相结合的界面风格来引导用户操作，实现了面 向工艺流程的操作方法；同时考虑了边界约束、摩擦、压边圈、托料块、拉深筋等 真实的工艺条件，增加了系统的模拟精度。最后，以典型钣金件和汽车地板件为例， 采用SW-BEX系统对它们进行分析，测试了系统的实用性和准确性。 关键词： CAD/CAE集成；SolidWorks二次开发；板料成形；数值模拟；有限元逆算 法 Abstract Finite element numerical simulation technology is widely used in the field of sheet metal forming, it can verify the effectiveness of the design of part and mold in the early stages, and improve development efficiency. But the professional CAE software has a high demand for user’s knowledge of FEM, and it can cause data loss between the conversions of CAD model and CAE model. So the development of integrated CAD/CAE system can make more factory use CAD and CAE technology, and it is significant to improve the design quality and reduce the development cycle. The research of this thesis is supported by the project of National Nature Science Foundation of China (NO and China Postdoctoral Science Foundation project (NO.20080440930). The target of this thesis is develop a process-oriented sheet metal unforming simulation system SW-BEX (StampingWorks-Blank Estimation Xpert) based on SolidWorks Platform, and achieves the real CAD/CAE seamless integration. In this thesis, the development of the technology of numerical simulation has been summarized, and the integrated techniques of sheet metal unfolding base on SolidWorks platform is studied. Thi