(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210972369.3 (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 中国第一汽车股份有限公司 地址 130011 吉林省长 春市汽车 经济技术 开发区新红旗大街1号 申请人 一汽模具制造有限公司 (72)发明人 王忠华　李宏伟　刘新洋　王强　 张雄飞　安洪震　李泽宇　陈忠石　 南士龙　宋春来　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权 代理有限公司 2321 1 专利代理师 张宏威 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/17(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种利用有限元综合分析结果驱动模具加 工数据型面变形的方法 (57)摘要 一种利用有限元综合分析结果驱动模具加 工数据型面变形的方法， 涉及模具加工技术领 域， 特别涉及汽 车内板覆盖件冲压模 具加工技术 领域。 本发 明提供一种利用有限元综合分析结果 驱动模具加工数据型面变形的方法， 所述方法 为： S1、 利用Autoform软件有限元CAE分析得到模 具下模的真实受力分布情况和成型力载荷， 对模 具下模结构CAE分析； S2、 输出模具下模结构CAE 分析结果； S3、 利用模具下模结构CA E分析结果驱 动模具上模加工数据型面变形。 解决冲压件模具 在压机上工作时受力会产生弹性变形， 对上下模 合模间隙结果产生很大影 响， 致使模 具研修调试 周期长， 成本费用增多的问题。 本发明适用于所 有汽车内板覆盖件冲压模具加工 。 权利要求书2页 说明书10页 附图6页 CN 115438535 A 2022.12.06 CN 115438535 A 1.一种利用有限元综合分析结果驱动模具加工数据型面变形的方法， 其特征在于， 具 体步骤如下: S1、 利用Autoform软件有限元CAE分析得到模具下模的真实受力分布情况和成型力载 荷， 对模具下模结构CAE分析； S2、 输出模具 下模结构CAE分析 结果； S3、 利用模具 下模结构CAE分析 结果驱动模具 上模加工数据型面变形。 2.根据权利要求1所述的一种利用有限元综合分析结果驱动模具加工数据型面变形的 方法， 其特 征在于， 所述 步骤S1的具体步骤为： S11、 利用Autoform软件进行有限元CAE分析， 得到模具下模节点单元的受力数据， 所述 受力数据分别为CSV格式的网格节点坐标数据文件和CSV格式的网格单元受力载荷数据文 件； S12、 将所述网格节点坐标数据文件和网格单元受力载荷数据文件进行整合， 获得TXT 格式的重心 ‑压力组合四维向量数据文件； S13、 在Catia软件的零件设计模块环境中， 通过Catia软件布尔运算装配， 把模具下模 和压力机 工作台组装布尔运 算成模具 下模实体结构； S14、 在Catia软件的结构CAE分析模块环境中， 生成模具下模实体结构的CAE分析模板 框架， 在所述CAE 分析模板框架中对模具下模实体结构进 行网格划分， 然后对模 具产品型面 功能区细分网格单元， 对模具下模实体结构静止基面施加固定边界条件， 对模具下模实体 结构导滑面施加滑动边界条件， 控制模具下模实体结构单元网格的运动约束， 通过压强载 荷命令， 导入TXT格式的重心 ‑压力组合四维向量数据文件， 生成模具下模结构型面的受力 载荷， 根据所述模具下模结构型面的受力载荷， 对模具下模变形量进 行分析计算， 得到模具 下模应力分布状态， 根据所述模具下模应力分布状态获取模具下模实体结构的变形区域及 变形量数据。 3.根据权利要求2所述的一种利用有限元综合分析结果驱动模具加工数据型面变形的 方法， 其特 征在于， 所述 步骤S12的具体步骤为： 首先， 过滤受力数据， 根据下模受力分析目标将网格单元压力值≤0的网格单元过滤 掉， 再依据测 量目标的极限区域极值筛选出目标坐标区域以外的坐标， 所述 目标坐标区域 以外的坐标分别 为XCoord、 YCoord和ZCoord， 根据所述的目标坐标区域以外的坐标限定范 围， 将目标坐标区域外的不影响模具下模实体结构受力状态的网格单元过滤掉， 保留模具 下模实体结构有效的受力单 元； 其次， 计算网格单元重心P1的坐标值， Autoform软件输出的每个 网格单元包含3个节点 和对应网格单元索引序号Element  Idx， 所述三个节点分别 为N1， N2和N3， 所述每个节点包 含三维坐标和对应节点索引序号Node  Idx， 所述三维坐标分别为XCoord、 YCoord和ZCoord， 通过对应节点索引序号Node  Idx找到对应节 点的三维坐标， 通过网格单元节 点加权平均公 式(N1+N2+N3)/ 3得出每个网格单 元重心P1的坐标； 再次， 将计算好的每个网格重心P1的坐标和网格单元索引序号作对应处理， 通过网格 单元索引序号找到对应的网格重心P1的压力值， 整合为一个重心 ‑压力组合四维向量， 所述 重心‑压力组合四维向量 为x、 y、 z和p； 最后， 输出TXT格式的重心 ‑压力组合四维向量格式文件， 将所述的网格单元的重心 ‑压权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115438535 A 2力组合四维向量横向布置为四列， 纵向按顺序排列， 得到TXT格式的四维向量格式文件。 4.根据权利要求1所述的一种利用有限元综合分析结果驱动模具加工数据型面变形的 方法， 其特 征在于， 所述 步骤S2的具体步骤为： S21、 提取模具 下模结构变形量数据； S22、 设置模具 下模结构CAE变形量数据的输出格式为TXT格式； S23、 在Catia 中输出模具 下模结构CAE变形量数据。 5.根据权利要求4所述的种利用有限元综合分析结果驱动模具加工数据型面变形的方 法， 其特征在于， 所述 步骤S21的具体步骤为： 首先， 在Catia软件的结构CAE分析模块环境中， 检查模具下模结构CAE分析的网格变 形、 应力应 变、 网格节点 位移和温度场的分布情况； 然后， 将模具下模结构CAE分析数据中的网格节点位移， 得到模具下模结构变形量数 据； 最后， 将所述模具下模结构变形量数据中的压力机工作台、 下底板和连接区域的数据 进行过滤， 得到作为加工数据驱动的模具 下模结构变形量数据。 6.根据权利要求4所述的种利用有限元综合分析结果驱动模具加工数据型面变形的方 法， 其特征在于， 所述步骤S23中的模具下模结构CAE变形量数据包含节点x、 y和z坐标和每 个节点的dx、 dy和dz的变形量矢量。 7.根据权利要求1所述的一种利用有限元综合分析结果驱动模具加工数据型面变形的 方法， 其特 征在于， 所述 步骤S3的具体步骤为： S31、 利用位移优化工具对模具下模结构CAE变形量数据进行优化， 获取模具下模结构 变形量点数据； S32、 设置变形量比例系数和变形公差； S33、 根据模具下模结构变形量点数据， 在模具的上模上反向补偿下模的变形区域和变 形量， 获得补偿变形之后的模具 型面。 8.根据权利要求6所述的一种利用有限元综合分析结果驱动模具加工数据型面变形的 方法， 其特 征在于， 所述 步骤S32的具体步骤为： 在Catia软件凸凹形设计模块环境中， 通过RSO数字化变形工具， 利用模具下模结构变 形量点数据， 设置变形量比例系数为1， 设置变形公差为0.02m m。 9.一种利用有限元综合分析结果驱动模具加工数据型面变形的系统， 其特征在于， 所 述系统具体为： 模块1、 用于利用Autoform软件有限元CAE分析得到模具下模的真实受力分布情况和成 型力载荷， 对 模具下模结构CAE分析； 模块2、 用于 输出模具 下模结构CAE分析 结果； 模块3、 用于利用模具 下模结构CAE分析 结果驱动模具 上模加工数据型面变形。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115438535 A 3