4汽车覆盖件成形数值模拟技术（ CAE分析）

4．1汽车覆盖件成形数值模拟技术（CAE分析）的优点

（l )缩短开发周期。如某汽车地板总成的模具开发由44周缩短为20周；

（2）降低开发成本3）提高产品质量巛4）深化对成形过程的科学认识。

4．2 CAE技术的数值模拟的核心思想

有限元法

起源：有限元法是随着计算机技术发展而出现的一种基于变分原理来求解偏微分方程的有效数值计算方法。

基本思想：把连续体视为离散单元的集合体。

“化整为零"。将连续体分解为有限个性态比较简单的“单元”。对这些单元分别进行分析。

“积零为整"。将各个单元重新组合为原来的连续体的简化“模型”，求解得到基本未知量（位移）在若于离散点的数值解。

根据数值解再回到各单元中计算其他物理量〈应变、应力、温度等）。

引人CAE数值仿真的模具开发。

结合板料CAE数值模拟在模具开发中的作用。

4 · 3金属塑性有限元法的实施步骤

( l )用假想的线、面将连续体分成若干具有简单几何形状的“有限单元"

假设这些单元在且仅在其边界上的若干个离散节点处互相连接。将这些节点的位移（速度）作为问题的基本未知量。

（2） 选择适当的插值数，以便由每个 “有限单元"的节点位移（速度）唯一地确定该单元中的位移（速度）分布。

（3） 利用位移（速度）函数对坐标的偏导数可根据节点位移（速度）唯一地确定一个单元中的应变（或应变速率）分布。

由单元的应变（或应变速率）以及材料的本构关系，可确定单元的应力分布。

（4〉根据虚功原理可建立每个单元中节点位移（速度）和节点力的关系，即单元刚度方程。

（5） 将每个单元所受的外载荷根据作用力等效的原则移置到该单元的节点上，形成等效节点力。

（6） 按照各节点整体编号及节点自由度的顺序，将各单元的刚度方程迭加，组装成司题的整体刚度方程。

（7） 根据边界节点必须满足的位移〈速度）条件，修改整体刚度方程。

（8） 求解整体刚度方程，得到节点位移〈速度）。根据求得的节点位移（速度），计算各单元的应变（或应变速率）和应力。

参考文献

[ 1]工业和信息化部装备工业司·模具行业 “十二五"发展规划[ R ]．北京．工业和信息化部，201L

[2]李志刚．模具制造业信息化的现状与发展[ C] / /中国模具工业协会，中国模具工业年鉴2008 ·北京：机械工业出版社， 2008 ·

[ 3 ]李志刚·国内外汽车模具，技术的发展趋势[J] .金属：冷加工，2 0 1 1 0 6）：1 2一巧，54 ·

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