基于CATIA平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了汽車覆蓋件修邊線展開(kāi)與翻邊成形性模擬系統(tǒng)TUW (Trimming-Unfolding-Wizard)。TUW 充分利用CATIA特征屬性定制功能，將中間數(shù)據(jù)以屬性的形式存儲(chǔ)在特定的特征節(jié)點(diǎn)上，以方便分析過(guò)程中對(duì)中間數(shù)據(jù)的讀寫及參數(shù)化更新。同時(shí)，在定義翻邊區(qū)域和展開(kāi)區(qū)域時(shí)，采用關(guān)聯(lián)復(fù)制拷貝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)分析數(shù)模與產(chǎn)品數(shù)模的同步更新，極大的提高了系統(tǒng)分析效率。TUW 實(shí)現(xiàn)了CAD建模平臺(tái)與CAE分析平臺(tái)的無(wú)縫集成，避免了傳統(tǒng)CAE分析過(guò)程中數(shù)據(jù)丟失和精度損失。通過(guò)具體的實(shí)例分析，驗(yàn)證了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

　　修邊和翻邊成形通常是汽車覆蓋件沖壓成形中的兩個(gè)重要工序，也是保證零件空間形狀尺寸的重要工序。翻邊成形可能變形量較大，同時(shí)翻邊成形形狀和修邊線輪廓線與材料參數(shù)、壓料面形狀密切相關(guān)。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中一般采用反復(fù)試模的方法調(diào)整修改邊線誤差，不僅延長(zhǎng)了模具產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，降低了產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率，而且產(chǎn)品質(zhì)量也得不到保證。

　　針對(duì)以上問(wèn)題，有限元數(shù)值模擬方法應(yīng)運(yùn)而生，如DYNAFORM、AUTOFORM、PAM-STAMP等軟件采用全工序成形模擬方法反復(fù)計(jì)算得到修邊線。但是這類方法采用的仍然是傳統(tǒng)的增量有限元法，需要花大量時(shí)間進(jìn)行全工序工藝建模，并進(jìn)行多次反復(fù)的全工序沖壓成形過(guò)程模擬，實(shí)際應(yīng)用受到很大限制。因此，能夠輔助技術(shù)人員快速確定修邊線尺寸，同時(shí)也能進(jìn)行翻邊成形性分析問(wèn)題已成為當(dāng)前有限元數(shù)值模擬研究的熱點(diǎn)。

　　有限元逆算法相對(duì)于有限元增量法最突出的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，能在模擬翻邊成形性的同時(shí)，可以快速展開(kāi)修邊線尺寸，而且無(wú)需建立完整的工藝補(bǔ)充面，計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作很少，可以顯著減少模擬次數(shù)和修邊線展開(kāi)計(jì)算時(shí)間。同時(shí)，該方法還可以模擬翻邊成形過(guò)程中產(chǎn)生的起皺和破裂等缺陷，以及可以計(jì)算翻邊后板料的厚度變化等。

　　CAE與CAD的無(wú)縫集成是最新發(fā)展趨勢(shì)，其避免了傳統(tǒng)CAE分析過(guò)程中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的精度損失。AUTOFORM 和PAM-STAMP 2G已經(jīng)將一些簡(jiǎn)單的成形模擬模塊直接集成到CATIA平臺(tái)中，設(shè)計(jì)人員可以快速對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行工藝優(yōu)化，提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率。在國(guó)內(nèi)，華中科技大學(xué)材料成形與模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室也做了沖壓成形CAE與CAD的集成開(kāi)發(fā)工作，在UG NX平臺(tái)上集成了板料成形全工序仿真系統(tǒng)，在SoildWorks平臺(tái)上開(kāi)發(fā)修邊線展開(kāi)與翻邊成形系統(tǒng)，在PROE平臺(tái)也做了一些集成開(kāi)發(fā)工作，實(shí)現(xiàn)了CAE分析環(huán)境與CAD的無(wú)縫集成，充分利用CAD模型的參數(shù)化功能同步更新CAE模型。

　　CATIA憑借個(gè)性化的界面、智能型的功能操作，以及強(qiáng)大的曲面造型功能，廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天、船舶以及電子工業(yè)。為更好地應(yīng)用沖壓成形CAE軟件，本文在CATIA V5平臺(tái)，采用CAA二次開(kāi)發(fā)了汽車覆蓋件修邊線展開(kāi)與翻邊成形性分析系統(tǒng)Trimline Unfolding Wizard(TUW)。TUW 無(wú)縫集成于CATIA 平臺(tái)，設(shè)計(jì)者可直接在CATIA平臺(tái)上快速計(jì)算修邊線尺寸，分析翻邊成形過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的起皺、破裂等缺陷，優(yōu)化翻邊高度和工藝補(bǔ)充面形狀。同時(shí)，TUW 系統(tǒng)充分利用CATIA參數(shù)化設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)CAD產(chǎn)品模型和分析模型的同步更新，方便設(shè)計(jì)人員快速修改模具設(shè)計(jì)方案，極大提高了模具設(shè)計(jì)的效率。

　　結(jié) 論

　　1)基于CATIA平臺(tái)開(kāi)發(fā)的修邊線展開(kāi)和翻邊成形性模擬系統(tǒng)(CATIA-TUW)，能夠獨(dú)立地在CATIA平臺(tái)上完成修邊線展開(kāi)和翻邊成形的仿真過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了真正意義上CATIA平臺(tái)與CAE平臺(tái)的無(wú)縫集成。系統(tǒng)充分利用了CAITA自身屬性定制，以及關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)等功能，實(shí)現(xiàn)CATIA 產(chǎn)品數(shù)模與分析模型的同步更新，大大提高了系統(tǒng)分析效率。

　　2)通過(guò)該系統(tǒng)，模具設(shè)計(jì)人員在CATIA平臺(tái)上完成產(chǎn)品數(shù)模設(shè)計(jì)后，可快速得出修邊線位置和翻邊成形的成形性。根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可回到CATIA產(chǎn)品設(shè)計(jì)功能模塊對(duì)產(chǎn)品數(shù)模進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，最終得到合理的產(chǎn)品數(shù)模。整個(gè)過(guò)程均在CATIA平臺(tái)上完成，無(wú)需任何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，極大提高了模具設(shè)計(jì)效率。