原文传递
板料冲压成形仿真接触搜索算法改进及程序实现
| 论文题名： | 板料冲压成形仿真接触搜索算法改进及程序实现 |
| 关键词： | 汽车车身;板料冲压;成形仿真;接触搜索算法;KMAS软件;模块化设计 |
| 摘要： | 目前，对车身轻量化、碰撞安全性和加工精度的要求日益苛刻，板料冲压成形工艺的复杂度不断增加，同时缩短汽车设计周期、降低研发成本的需求也越来越强烈，这些都对板料冲压成形仿真提出了严峻的挑战。在仿真分析软件中，对接触问题的处理模式和方法是影响计算效果的关键因素，开发更可靠、更精确、更高效的接触搜索算法是接触问题研究的一致追求。基于以上目标，本文对板料冲压成形仿真分析软件KMAS的接触模块进行了算法研究、模型改进和模块化程序实现。 首先，在原接触搜索算法的基础上进行了内存开销改进，包括:使用二维格关联法对于浅拉延的模具进行内存消耗改进;对深拉延的模具通过偏置法进行内存消耗改进。提出了一种内存开销和搜索时间均有改进的六面体扩展域几何模型，并给出了其代数方程。对接触搜索中的关联信息链表通过排除空间冗余的方式改善了内存开销。对原搜索算法中的扩展域的扩展量取值范围进行了探究，通过理论分析及仿真对比验证，找到了可降低内存开销的局部更优值。 其次，提出了一种新的接触搜索算法，该算法基于一种新的边界代数描述的接触域模型，有效地克服了原接触判断算法中部分板料节点同时和多个模具单元接触的弊端，并且改善了原算法的内存开销和搜索时间。文中详细推导了新接触域模型的代数方程，并给出了给出了新算法的全局搜索关联准则和搜索流程。将新算法应用于KMAS软件中，通过典型算例的计算结果对比表明新算法在求解时间和内存消耗方面均有显著的改善。 最后，基于软件开发中模块化和面向对象的思想，对KMAS软件中的接触搜索模块进行了重构。重构过程中把原KMAS软件从FORTRAN语言转译成具有更好的开发环境和软件集成性的C语言，重塑了接触搜索程序的数据结构和接口，并且在重构后的软件框架下，编程实现了上述新算法和改进工作。重构后的接触搜索程序不仅扩展性更强，可维护性更好，而且在新的Microsoft Visual Studio平台上通过基于OpenMp并行计算的方法改进后，接触搜索时间大大缩短，冲压成形仿真求解效率显著提升。 |
| 作者： | 张鹏 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 申国哲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
