一种多工位级进模模具母体结构拓扑优化方法

摘要

本发明公开了一种多工位级进模模具母体结构拓扑优化方法，1、根据模具母体以外的凸凹模结构要素，确定母体的优化区域；2、采用有限元分析方法对分离工序进行数值模拟，获得冲压过程中模具的受力；3、基于变密度法对模具母体结构进行拓扑优化，将步骤2中的模具受力作为力的边界条件映射至拓扑优化有限元模型中，以模具结构允许变形为优化约束条件进行拓扑优化设计有限元模拟，选择不同的单元密度值进行比较，根据最大优化效益指标确定优化结果；4、根据优化结果对模具母体进行设计并检验所设计的模具是否满足变形约束条件。本发明能够有效提高模具结构刚度，使冲压件的质量更加稳定。同时，使模具达到轻量化的效果。

主权项

一种多工位级进模模具母体结构拓扑优化方法，其特征在于包括如下步骤：步骤(1)：根据模具母体以外的结构要素，对模具母体的优化区域进行设计，确定模具母体的优化区域；步骤(2)：采用有限元分析方法对冲压工序进行有限元模拟，获得冲压过程中模具与坯料的接触力，其中坯料设置为弹塑性体，凸凹模、压边圈设置为刚性体；步骤(3)：建立多工位级进模模具母体结构拓扑优化有限元模型，定义凸凹模、模具母体为弹性体，以接触力作用点的线性位移为响应，以优化区域的体积为优化目标，以结构变形的允许范围为优化约束，以优化区域的单元密度为优化变量，基于变密度法实现模具母体结构的拓扑优化；步骤(4)：根据拓扑优化结果获得优化区域的单元密度云图，通过计算最大优化效益指标确定合适的密度值，根据优化结果设计模具母体结构，并对所设计的模具结构进行变形约束条件检验。