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基于CATIA特征的钣金产品设计同步仿真技术研究
| 论文题名： | 基于CATIA特征的钣金产品设计同步仿真技术研究 |
| 关键词： | 汽车钣金件;产品设计;CATIA特征;有限元仿真 |
| 摘要： | 传统汽车钣金件产品设计主要依靠经验,对于外形轮廓大,形状复杂的产品来说75％的成形缺陷和工艺难题都是由于产品早期设计不合理造成的。在整车开发过程中,产品形状设计缺陷与工艺过程设计缺陷已成为了是整车开发的瓶颈,例如在工艺设计之前需要确定翻边高度,翻边角度,以及对应的工艺补充面形状,还要确定修边线的位置,传统方法只能依靠技术人员的经验和简单的几何方法,往往容易造成翻边形状不合理,修边线位置不准确,使现场试模比较困难。随着计算机技术的发展,有限元逆算法可帮助设计人员在设计阶段发现产品潜在的缺陷,提高设计效率。由于汽车钣金件设计大量采用CATIA软件,因此开发基于CATIA平台的汽车钣金件辅助设计分析系统是十分必要的。 课题来源于国家自然科学基金项目(No.50905066)和中央高校基本科研业务费(HUST:编号2012QN044)资助。本课题在基于改进的有限元逆算法和DKQ壳单元的FASTAMP求解器支持下,开发了基于CATIA自定义特征的汽车覆盖件产品设计同步仿真系统。 论文总结了有限元逆算法在汽车钣金件成形分析中的应用,结合参数化设计的基本思想,提出了基于特征的系统的仿真方法。由于汽车覆盖件产品尺寸比较大,大多数都存在局部翻边成形区域,将系统分为产品整体成形性分析与局部翻边成形性分析两个模块。在系统框架结构和数据流的设计中,详细阐述了系统界面、功能的开发与流程。 针对产品设计初期需要反复修改和协调产品尺寸,需要反复进行CAE分析的问题提出了CAD设计与CAE分析模型同步更新的设计思想。利用CATIA特征模型的更新机制,重点解决了产品曲面,以及材料参数、工艺参数、网格剖分、中性层偏置等同步更新技术,实现了CAD/CAE的无缝集成,结合网格剖分器和基于逆算法的FASTAMP求解器,完成了基于CATIA自定义特征汽车覆盖件产品设计同步仿真系统的开发。最后,以汽车横梁件和汽车侧围外板件为例进行产品成形性分析,论证了系统的实用性和准确性。 |
| 作者： | 文伏灵 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 柳玉起 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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