一种背板类零件强化压痕布局优化设计方法

摘要

本发明涉及一种背板类零件强化压痕布局优化设计方法，由于结合了有限元模拟技术和形貌优化技术，对背板类零件的强化压痕进行了优化布局，解决了现有的仅靠工程师的经验难以对各种各样的背板类零件的强化压痕进行布局的问题，实现了任意背板类零件强化压痕的优化布局。可以最大程度的提高背板类零件的固有频率以及刚度，可用于背板类零件成形后的翘曲回弹控制。

主权项

一种基于形貌优化技术的背板类零件强化压痕布局优化设计方法，包括如下步骤：(a)利用冲压成形仿真软件对背板类零件的成形和回弹过程进行模拟，得到自由回弹后的背板类零件模型；(b)利用模态分析软件计算背板类零件的自由模态，得到前6阶非刚体模态固有频率以及相应振型；(c)比较步骤(a)得到的回弹后的背板类零件模型和步骤(b)计算得到的振型，选取与回弹后模型最接近的两个振型，记录对应的阶数，其对应的固有频率分别记为Freq1和Freq2；(d)将背板类零件的CAD模型划分为设计区域和非设计区域，分别对这两个区域划分有限元网格，并设置背板类零件在自由状态下的形貌优化过程，选择加筋方式以及筋的参数；(e)在无约束情况下，以最大化Freq1为目标，利用形貌优化方法对背板类零件进行强化压痕布置，获得此时最大的Freq1值，记为Freq1_max；(f)在无约束情况下，以最大化Freq2为目标，利用形貌优化方法对背板类零件进行强化压痕布置，获得此时最大的Freq2值，记为Freq2_max；(g)以Freq1_max为Freq1的约束下限，以最大化Freq2为约束目标，利用形貌优化方法对背板类零件进行强化压痕布置，获得此时强化压痕分布的云图，记为强化压痕分布图1；(h)以Freq2_max为Freq2的约束下限，以最大化Freq1为约束目标，利用形貌优化方法对背板类零件进行强化压痕布置，获得此时强化压痕分布的云图，记为强化压痕分布图2；(i)选取强化压痕分布图1和强化压痕分布图2中强化压痕面积较小的作为最优的强化压痕分布；(j)利用CAD软件中对最优的强化压痕分布进行工程可制造化处理，即可得到背板类零件强化压痕的最优分布。