數(shù)控編程論文基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)控彎管成形有限元仿真管理系統(tǒng)研

1、 文章源于科技論文發(fā)表網(wǎng)： QQ:1003 59168 數(shù)控編程論文：基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)控彎管成形有限元仿真管理系統(tǒng)研究與開發(fā)【摘要】:采用計(jì)算機(jī)建模仿真與理論及實(shí)驗(yàn)研究有機(jī)結(jié)合的方法,對(duì)復(fù)雜的數(shù)控彎管成形過程進(jìn)行研究是一種可行和可靠的手段。數(shù)控彎管仿真及實(shí)驗(yàn)過程涉及大量數(shù)據(jù)、模型和結(jié)果,為對(duì)這些信息進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,以及將研究中積累的寶貴知識(shí)進(jìn)行共享和重用,從而提高數(shù)控彎管成形過程有限元仿真和實(shí)際生產(chǎn)的效率和精度,文章基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),研究開發(fā)了數(shù)控彎管成形有限元仿真管理系統(tǒng)。結(jié)果表明,該系統(tǒng)不僅能指導(dǎo)研究工作者進(jìn)行高效精確的數(shù)控彎管數(shù)值模擬研究,而且能全程指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)研究及實(shí)際生產(chǎn),并且能迅速

2、有效地將專家建議提供給操作人員。【關(guān)鍵詞】:數(shù)控彎管;關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù);有限元仿真管理;仿真參數(shù)傳遞;通用查詢Research and development on FEM numerical simulation managementsystem of tube NC bending based on relational database Abstract:FEM numerical simulation in combination with theoretical analysis and physical modelling is feasible and credible in ther

3、esearch of tube NC bending process. However, tube NC bending numerical simulation and experiment process needs to deal withlarge numbers of modelling parameters and massive simulative results. For storing and managing these data as well as sharing andreusing valuable knowledge accumulated by researc

4、her, in order to improve precision and efficiency of research of tube NC ben-ding, FEM numerical simulation management system of tube NC bending was studied and developed by means of relational data-base technology. The results indicate that the system could guide tube NC bending numerical simulatio

5、n and experiment processaccurately and effectively, and also provide quick and effective expertise for operator throughout the practical manufacturing oper-ation.Key words:tube NC bending; relational database; FEM numerical simulation management; simulation parameter transfer; gen-eral query引言數(shù)控彎管精確

6、成形技術(shù)由于滿足了對(duì)管件彎曲高精度、高性能、高效率和數(shù)字化的加工要求,在航空航天等高科技領(lǐng)域占據(jù)了重要地位1。然而,數(shù)控彎管成形是一個(gè)三維非線性的復(fù)雜物理過程,需要多模具的協(xié)同作用和嚴(yán)格配合(見圖1)。基于理論、經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)試驗(yàn)的方法,難以滿足對(duì)該過程的研究以及數(shù)字化、高技術(shù)化發(fā)展的需求,而采用計(jì)算機(jī)建模仿真與理論、實(shí)驗(yàn)研究有機(jī)結(jié)合的方法,能虛擬成形現(xiàn)實(shí),將大量反復(fù)試驗(yàn)在計(jì)算機(jī)上完成,而且比理論和實(shí)驗(yàn)做得更全面、更深刻、更細(xì)致,可以進(jìn)行一些理論和實(shí)驗(yàn)?zāi)壳皶簳r(shí)還做不到的研究,已成為研究與發(fā)展先進(jìn)精確塑性成形技術(shù),以及高質(zhì)量、低成本、短周期、自主創(chuàng)新地實(shí)現(xiàn)塑性成形產(chǎn)品開發(fā)的強(qiáng)有力工具2。已有國(guó)內(nèi)外學(xué)

7、者在數(shù)控彎曲精確成形方面進(jìn)行了深入的研究,采用計(jì)算機(jī)建模仿真與理論、實(shí)驗(yàn)研究有機(jī)結(jié)合的方法,獲得了大量的模擬仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),積累了豐富的理論知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)3-12,實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)和知識(shí)的共享,是實(shí)現(xiàn)數(shù)控彎曲精確成形數(shù)字化制造的基礎(chǔ)。文獻(xiàn)13-14對(duì)彎管工藝方式及影響參數(shù)進(jìn)行了研究,開發(fā)出基于知識(shí)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)彎管成形工藝,包括彎曲模具和工藝參數(shù)等的輔助設(shè)計(jì);文獻(xiàn)15-17研究開發(fā)了數(shù)控彎管工藝知識(shí)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),總結(jié)提煉出數(shù)控彎管的重要工藝參數(shù)和專家知識(shí),實(shí)現(xiàn)了這些信息的添加、修改等基本管理功能,為數(shù)控彎管信息管理系統(tǒng)的進(jìn)一步研究和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。然而,數(shù)控彎管成形研究過程非常復(fù)雜,涉及參數(shù)眾

8、多,尤其是有限元建模仿真需要大量參數(shù)(幾何參數(shù)、材料參數(shù)等)、模型和工藝知識(shí)等數(shù)據(jù)作為前處理的輸入,模擬計(jì)算后獲得的海量結(jié)果數(shù)據(jù)需要進(jìn)行后處理,使得現(xiàn)有的有限元建模仿真周期長(zhǎng)、效率低、易出錯(cuò),成為制約有限元方法在數(shù)控彎管成形過程研究、企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)等方面應(yīng)用的瓶頸。為了存儲(chǔ)和管理數(shù)控彎管成形過程有限元仿真建模的參數(shù)和成熟的工藝知識(shí),從而進(jìn)一步提高彎管有限元仿真的效率和精度,以及輔助實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)際,滿足企業(yè)的發(fā)展需求,數(shù)控彎管信息管理系統(tǒng)還迫切需要研究解決以下基礎(chǔ)技術(shù)問題:1)為能夠?qū)?shù)控彎管成形有限元建模仿真的重要參數(shù)、工藝知識(shí)等信息進(jìn)行集中和分類管理,需研究解決系統(tǒng)彎管數(shù)據(jù)和知識(shí)的表示形

9、式問題;2)為實(shí)現(xiàn)數(shù)控彎管成形信息的有效管理與共享,需解決系統(tǒng)前臺(tái)界面與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)連接問題; 3)為提高系統(tǒng)指導(dǎo)數(shù)控彎管成形有限元建模仿真的效率和精度,需研究解決系統(tǒng)中存儲(chǔ)的仿真參數(shù)與仿真系統(tǒng)18-19之間的快速傳遞問題;4)為提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)的使用效率,從而提高系統(tǒng)指導(dǎo)彎管有限元建模仿真、實(shí)驗(yàn)研究和輔助實(shí)際生產(chǎn)的效率,需研究解決系統(tǒng)數(shù)據(jù)的通用查詢問題。Visual Studio·NET前臺(tái)開發(fā)環(huán)境,Oracle8·1·7后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù),采用面向?qū)ο蟮腃#語(yǔ)言,研究開發(fā)了數(shù)控彎管成形有限元仿真管理系統(tǒng)。此系統(tǒng)不但實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)控彎管成形過程建模仿真的參數(shù)、模型、模擬

10、計(jì)算的海量結(jié)果以及成熟的工藝知識(shí)等進(jìn)行有效地管理,而且實(shí)現(xiàn)了這些數(shù)據(jù)與仿真系統(tǒng)18-19之間的快速傳遞,可有效地指導(dǎo)數(shù)控彎管成形過程有限元仿真、實(shí)驗(yàn)研究以及實(shí)際生產(chǎn),對(duì)推動(dòng)數(shù)控彎曲精確成形數(shù)字化制造進(jìn)程具有重要意義。1研究思路與方法數(shù)控彎管成形的有限元建模仿真和實(shí)驗(yàn)研究過程復(fù)雜,需要經(jīng)過操作人員進(jìn)行管材拉伸實(shí)驗(yàn)獲得管材的材料性能,導(dǎo)管模具人員設(shè)計(jì)模具(彎曲模、壓力模、夾模等),導(dǎo)管工藝人員利用有限元仿真方法初定工藝參數(shù)(彎曲角度、彎曲半徑、彎曲模轉(zhuǎn)速等),操作人員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究確定適合的成形參數(shù)等,一系列復(fù)雜且涉及眾多人員和大量數(shù)據(jù)的過程。此外,數(shù)控彎管有限元建模仿真的建模以及計(jì)算結(jié)果的后處理分

11、析過程,均涉及大量參數(shù)和模型,僅靠人工對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和管理,效率低,周期長(zhǎng),易出錯(cuò)。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)能夠科學(xué)地存儲(chǔ)數(shù)據(jù),高效地處理數(shù)據(jù)20,已成為計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)的重要技術(shù)支持。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)是運(yùn)用最廣泛的數(shù)據(jù)庫(kù),其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰,采用二維表格描述實(shí)體之間的關(guān)系。Oracle8·1·7是一種功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能和數(shù)據(jù)管理功能。采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)數(shù)控彎管成形過程中的參數(shù),以及總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)等進(jìn)行統(tǒng)一有效的存儲(chǔ)和管理,將極大地實(shí)現(xiàn)知識(shí)的共享和重用,從而提高數(shù)控彎管成形過程研究和實(shí)際生產(chǎn)的精度和效率。因此,本文基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)Oracle

12、8·1·7研究開發(fā)數(shù)控彎管成形有限元仿真管理系統(tǒng)。2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)本文在文獻(xiàn)13-17研究的基礎(chǔ)上,為存儲(chǔ)和管理數(shù)控彎管成形過程有限元仿真建模參數(shù)和成熟的工藝知識(shí),對(duì)數(shù)控彎管成形有限元仿真以及生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行了更加深入的分析,劃分系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)為導(dǎo)管數(shù)據(jù)、導(dǎo)管模具、知識(shí)庫(kù)、系統(tǒng)管理、工具、幫助、退出6大模塊(如圖2所示),其中基本信息、有限元仿真、試驗(yàn)結(jié)果、材料性能5個(gè)子模塊以及系統(tǒng)管理、幫助、退出等3大模塊,是本文研究系統(tǒng)與文獻(xiàn)13-17研究系統(tǒng)相比所特有的模塊。導(dǎo)管數(shù)據(jù)模塊對(duì)已研究樣管的基本信息、成形參數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,尤其是通過有限元仿真子模塊對(duì)彎管有限元仿真建模

13、參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,實(shí)現(xiàn)與ABAQUS或者仿真系統(tǒng)18-19之間參數(shù)的快速傳遞,以指導(dǎo)仿真的快速建模。導(dǎo)管模具模塊對(duì)彎曲模、壓力模等彎管模具幾何參數(shù)和CATIA模型等進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,可以輔助模具人員進(jìn)行彎管模具設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)管理。知識(shí)庫(kù)模塊中存儲(chǔ)了調(diào)模知識(shí)、試驗(yàn)結(jié)果(包含仿真結(jié)果、報(bào)告和實(shí)驗(yàn)結(jié)果)、成形規(guī)律、材料性能(經(jīng)拉伸實(shí)驗(yàn)得數(shù)據(jù))等經(jīng)理論、實(shí)驗(yàn)和模擬研究總結(jié)的結(jié)果和知識(shí),不但能指導(dǎo)數(shù)控彎管有限元仿真的前后處理過程,而且能有效管理仿真結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)知識(shí),輔助實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)際。3系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)處理3·1數(shù)控彎管成形信息的表示系統(tǒng)中的數(shù)控彎管成形相關(guān)數(shù)據(jù)信息均存儲(chǔ)在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中,這些信息的表

14、示模式適當(dāng)與否,不僅影響著系統(tǒng)數(shù)據(jù)的有效提取和存儲(chǔ),也直接影響著系統(tǒng)的信息獲取能力和運(yùn)用效率17。本文根據(jù)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu),通過研究數(shù)控彎管成形工藝知識(shí),總結(jié)提取有限元仿真的重要參數(shù)和工藝知識(shí),在考慮系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整性和一致性的基礎(chǔ)上,將數(shù)據(jù)和知識(shí)進(jìn)行有效的集中和分類,并且在Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建導(dǎo)管信息表、成形參數(shù)表、仿真參數(shù)表、試驗(yàn)結(jié)果、缺陷規(guī)律、成形規(guī)律(如表1所示)等15個(gè)表來(lái)存儲(chǔ)和管理,以及通過設(shè)置表的主鍵、外鍵和采用C#語(yǔ)言編碼綁定表字段的形式,建立各模塊之間的聯(lián)系。 3·2數(shù)控彎管成形信息的管理與共享文獻(xiàn)13-17中研究系統(tǒng)是采用將數(shù)據(jù)庫(kù)連接字符串直接寫入系統(tǒng)程序的方式,建

15、立前臺(tái)界面與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的遠(yuǎn)程連接,以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的有效管理,一旦系統(tǒng)的使用環(huán)境發(fā)生變化(如數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的IP地址改變),就會(huì)因連接不上后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)而無(wú)法正常運(yùn)行。為使本文研究系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控彎管成形信息的有效管理、共享與重用,且數(shù)據(jù)庫(kù)的連接配置靈活,建立數(shù)據(jù)庫(kù)連接模塊(如圖3所示),當(dāng)系統(tǒng)首次啟動(dòng)或配置文件損壞時(shí),利用此連接模塊在系統(tǒng)安裝目錄下創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)連接配置文件,即可實(shí)現(xiàn)與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的動(dòng)態(tài)連接。調(diào)用API (Application Programming Interface,應(yīng)用編程接口)函數(shù)讀寫配置文件, API是能用來(lái)操作組件、應(yīng)用程序或者操作系統(tǒng)的一組函數(shù)。采用ADO·NET技

16、術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的遠(yuǎn)程訪問, ADO·NET是一種全新的數(shù)據(jù)訪問方法,其使用托管的數(shù)據(jù)提供者,提高了應(yīng)用程序的總體速度和性能20。3·3數(shù)控彎管有限元仿真參數(shù)管理與傳遞存儲(chǔ)和管理數(shù)控彎管有限元仿真的建模參數(shù)和仿真結(jié)果,并實(shí)現(xiàn)與仿真系統(tǒng)18-19之間數(shù)據(jù)之間的快速傳遞,可以指導(dǎo)數(shù)控彎管有限元仿真的前后處理過程,提高彎管仿真研究的效率和精度。3·3·1系統(tǒng)接口為指導(dǎo)數(shù)控彎管成形有限元仿真前后處理過程,系統(tǒng)需建立與ABAQUS、CATIA等軟件的接口,以便有效管理建模參數(shù)、CATIA模型、仿真結(jié)果等數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)與仿真系統(tǒng)18-19之間數(shù)據(jù)的快速傳遞。本文通過調(diào)用AP

17、I函數(shù),讀取系統(tǒng)安裝目錄下創(chuàng)建的ABAQUS等軟件的配置文件,結(jié)合OOP技術(shù)建立與ABAQUS等軟件的接口。OOP (Object Ori-ented Programming,面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì))是一種計(jì)算機(jī)編程架構(gòu),基本原則是,計(jì)算機(jī)程序要由單個(gè)能夠起到子程序作用的單元或?qū)ο蠼M合而成21。3·3·2仿真參數(shù)傳遞仿真系統(tǒng)18-19可以將仿真所需參數(shù)以特定格式文本文件導(dǎo)入進(jìn)行建模。為實(shí)現(xiàn)本文研究系統(tǒng)與仿真系統(tǒng)之間仿真參數(shù)的快速傳遞,系統(tǒng)需具有寫出特定格式文件(如圖4所示)的功能,以便指導(dǎo)研究工作者直接從系統(tǒng)查找并下載仿真所需數(shù)據(jù),導(dǎo)入仿真系統(tǒng),進(jìn)行快速建模。主要采用SaveFi

18、leDi-alog類、FileStream類和StreamWriter類。Save-FileDialog類用于選擇文件的保存位置, FileStream類用于在選擇的目錄下創(chuàng)建文件, StreamWriter類用于向創(chuàng)建的文件中寫入特定格式的數(shù)據(jù),即可從系統(tǒng)下載仿真參數(shù)。3·4數(shù)控彎管成形信息的通用查詢功能數(shù)控彎管成形過程復(fù)雜,涉及大量參數(shù),往往需要從成百上千條信息記錄中查找匹配或者相近的信息,文獻(xiàn)13-17研究系統(tǒng)的查詢功能只能針對(duì)某一個(gè)或幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單查詢,已經(jīng)不能滿足當(dāng)今對(duì)于數(shù)控彎管成形研究和生產(chǎn)的高效性要求。為提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)的使用效率,從而提高系統(tǒng)指導(dǎo)彎管有限元建模仿真、實(shí)驗(yàn)

19、研究和輔助實(shí)際生產(chǎn)的效率,本文研究開發(fā)了通用查詢模塊,如圖5所示。系統(tǒng)的查詢對(duì)象是數(shù)控彎管的重要參數(shù),而這些參數(shù)在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中均只能以英文字段命名,直接用英文名查詢讓用戶很難理解。為此,在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中建立數(shù)據(jù)字典如表2所示,以解決字段中英文名動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換的問題。為在界面上顯示易懂的中文邏輯關(guān)系和比較關(guān)系運(yùn)算符,創(chuàng)建RelationTable和CompareTable兩個(gè)數(shù)據(jù)表(DataTable)來(lái)存儲(chǔ)運(yùn)算符,以實(shí)現(xiàn)中英文運(yùn)算符的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化。系統(tǒng)的各子模塊通過界面上的查詢按鈕調(diào)用通用查詢模塊,同時(shí)將子模塊名稱、涉及的數(shù)據(jù)庫(kù)表名稱以及界面上DataGridView控件的名稱等,傳遞給查詢模塊,以便動(dòng)態(tài)

20、顯示查詢的字段名以及查詢結(jié)果。4系統(tǒng)應(yīng)用流程基于上述設(shè)計(jì)思路、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)處理,本文基于Visual Studio·NET前臺(tái)開發(fā)環(huán)境, Ora-cle8·1·7后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù),采用面向?qū)ο蟮腃#語(yǔ)言, 研究開發(fā)了數(shù)控彎管成形有限元仿真管理系統(tǒng)。系統(tǒng)具有用戶界面友好、功能強(qiáng)大、便于維護(hù)和擴(kuò)充的特點(diǎn),應(yīng)用流程如圖6所示。 5系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例對(duì)數(shù)控彎管成形有限元仿真建模參數(shù)、模型、計(jì)算的海量數(shù)據(jù),以及成熟的工藝知識(shí)進(jìn)行有效地存儲(chǔ)和管理,實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)與仿真系統(tǒng)18-19之間的快速傳遞,從而指導(dǎo)數(shù)控彎管有限元仿真前后處理過程以及輔助實(shí)驗(yàn)研究,是本文研究系統(tǒng)的重要功能。以規(guī)格

21、為14mm×1·35mm (管件外徑×壁厚)的鈦合金(TA18M)管為研究對(duì)象,彎曲半徑R=35mm (相對(duì)彎曲半徑R/D=2·5),不同的彎曲角度(30°, 60°, 90°, 120°),進(jìn)行系統(tǒng)的可行性和實(shí)用性驗(yàn)證。5·1有限元仿真前后處理參數(shù)管理與傳遞5·1·1仿真前處理參數(shù)管理與傳遞首先通過系統(tǒng)導(dǎo)管基本信息、有限元仿真、材料性能等相關(guān)子模塊,將所研究管材的仿真建模參數(shù)(導(dǎo)管幾何參數(shù)、材料參數(shù)、模具參數(shù)等)進(jìn)行存儲(chǔ)和有效管理,然后將這些參數(shù)快速傳遞到仿真系統(tǒng)18-19中,以指導(dǎo)

22、快速建模。以材料參數(shù)的管理與傳遞為例,進(jìn)行系統(tǒng)的應(yīng)用驗(yàn)證,具體應(yīng)用過程如下所述。1)通過系統(tǒng)材料性能子模塊,將規(guī)格為14mm×1·35mm的鈦合金管材,經(jīng)拉伸實(shí)驗(yàn)的材料性能參數(shù)(密度、彈性模量等)存入系統(tǒng)中(見圖7)。2)從圖7所示材料性能子模塊中,快速查詢到此種規(guī)格管件的材料性能信息記錄,并下載建模所需的材料性能參數(shù)文件(見圖4)。3)從系統(tǒng)有限元仿真子模塊進(jìn)入仿真系統(tǒng)18-19前處理模塊的材料參數(shù)界面,導(dǎo)入過程2)中下載的材料參數(shù)文件。按照類似處理材料參數(shù)的過程,將建模所需導(dǎo)管的幾何參數(shù)、模具參數(shù)等依次下載,并導(dǎo)入仿真系統(tǒng)18-19的前處理模塊,保存提交,即可將原來(lái)需3

23、0min甚至更長(zhǎng)時(shí)間的彎管仿真建模,縮短在只需5min的時(shí)間之內(nèi)。5·1·2仿真結(jié)果及專家知識(shí)管理提交上述仿真前處理參數(shù)管理與傳遞所建模型進(jìn)行計(jì)算,可得到大量的計(jì)算結(jié)果文件和數(shù)據(jù)。利用本文開發(fā)系統(tǒng)的試驗(yàn)結(jié)果子模塊對(duì)這些結(jié)果進(jìn)行提取、總結(jié)和有效管理(見圖8),然后快速導(dǎo)入仿真系統(tǒng)18-19的后處理模塊進(jìn)行壁厚減薄率、截面畸變率等后處理分析,可以提高后處理的精度和效率。以彎曲角度=30°仿真結(jié)果的后處理過程為例來(lái)驗(yàn)證,具體過程如下。1)進(jìn)入系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)模塊中的試驗(yàn)結(jié)果子模塊,查找仿真結(jié)果并下載(見圖8)。2)從系統(tǒng)有限元仿真子模塊進(jìn)入仿真系統(tǒng)18-19后處理模塊,導(dǎo)入上

24、述過程1)中下載的仿真計(jì)算結(jié)果文件,進(jìn)行后處理分析計(jì)算。3)依照上述過程可以對(duì)14mm×1·35mm鈦合金管的仿真結(jié)果進(jìn)行快速的后處理,然后對(duì)模擬仿真后的結(jié)果進(jìn)行歸納總結(jié),可得到此規(guī)格管材的成形參數(shù)、成形規(guī)律、缺陷規(guī)律等知識(shí)。最后通過系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)模塊對(duì)這些知識(shí)進(jìn)行有效管理(見圖9),以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的共享與重用,指導(dǎo)數(shù)控彎管成形過程的研究與實(shí)際生產(chǎn)。5·2輔助實(shí)驗(yàn)研究通過數(shù)控彎管的實(shí)驗(yàn)研究不僅能驗(yàn)證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性,還能獲得管材在真實(shí)模具約束下的復(fù)雜變形規(guī)律。輔助數(shù)控彎管實(shí)驗(yàn)研究是本文研究系統(tǒng) 的又一重要功能,以規(guī)格為14mm×1·35mm的鈦合金為實(shí)

25、驗(yàn)對(duì)象,進(jìn)行系統(tǒng)的應(yīng)用驗(yàn)證,具體過程如下。1)從系統(tǒng)成形參數(shù)子模塊中查詢經(jīng)過有限元仿真后初步確定的合理的成形參數(shù)(見圖9),在仿真結(jié)果的指導(dǎo)下,確定實(shí)驗(yàn)的工藝參數(shù),并選用本實(shí)驗(yàn)室型號(hào)為W27YPC-63的數(shù)控彎管機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2)按照系統(tǒng)調(diào)模知識(shí)子模塊的調(diào)模步驟安裝調(diào)試模具。3)安裝好模具后開始試彎,試彎的一組結(jié)果如圖10所示。4)整理和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并與有限元仿真結(jié)果對(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果保持一致(平均值的相對(duì)誤差小于10%),由此驗(yàn)證了由系統(tǒng)指導(dǎo)建立的有限元模型的準(zhǔn)確性。 5)通過系統(tǒng)相關(guān)模塊(見圖8、圖9),對(duì)實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果數(shù)據(jù)、分析得出的管材在真實(shí)模具約束下的復(fù)雜變形規(guī)律,以及總結(jié)的工藝

26、知識(shí)進(jìn)行提煉和有效管理。綜上所述,在本文開發(fā)系統(tǒng)的指導(dǎo)下,可快速進(jìn)行一種規(guī)格管件的參數(shù)化建模和有限元仿真分析,并能夠輔助實(shí)驗(yàn)研究,系統(tǒng)的實(shí)用性較強(qiáng)。6結(jié)論1)本文基于Visual Studio·NET開發(fā)環(huán)境,Oracle8·1·7關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),采用面向?qū)ο蟮腃#語(yǔ)言,研究開發(fā)了數(shù)控彎管成形有限元仿真管理系統(tǒng),較大程度上實(shí)現(xiàn)了數(shù)控彎管制造環(huán)境中的信息集成。系統(tǒng)在數(shù)控彎管精確成形中的成功應(yīng)用,可以縮短新產(chǎn)品的研發(fā)周期,降低成本,并且為實(shí)現(xiàn)數(shù)控彎管成形的數(shù)字化制造奠定重要基礎(chǔ)。2)本文通過研究數(shù)控彎管成形工藝知識(shí),總結(jié)提取了有限元仿真的重要參數(shù)和工藝知識(shí),在Ora-

27、cle8·1·7數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中建立后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行集中分類和管理;通過建立系統(tǒng)的通用查詢模塊,大大提高了系統(tǒng)中數(shù)控彎管成形信息的應(yīng)用效率,從而有效地指導(dǎo)彎管有限元建模仿真、實(shí)驗(yàn)研究和輔助實(shí)際生產(chǎn)。3)該系統(tǒng)既含有可直接用于指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)的優(yōu)化的工藝參數(shù)與知識(shí),也可以進(jìn)行有限元仿真與優(yōu)化,擴(kuò)充新的優(yōu)化的工藝參數(shù)和知識(shí)。參考文獻(xiàn)1楊合,孫志超,林艷等.面向21世紀(jì)的先進(jìn)塑性加工技術(shù)與管成形研究發(fā)展J.塑性工程學(xué)報(bào),2001.8(2):86-882Yang He, Zhan Mei, Liu Yuli, et al. Some advancedplastic proce

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