(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210844055.5 (22)申请日 2022.07.18 (71)申请人 浙江福达合金 材料科技有限公司 地址 325000 浙江省温州市温州经济技 术 开发区滨 海五道308号 (72)发明人 游义博　刘映飞　颜小芳　柏小平　 李杰　陈杨方　林万焕　 (74)专利代理 机构 温州名创知识产权代理有限 公司 33258 专利代理师 陈加利 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种铆钉成型受力分析方法及系统 (57)摘要 本发明提供一种铆钉成型受力分析方法， 包 括仿真预墩球和铆钉各自的上下模具及料段的 几何模型； 基于预墩球上下模具及料段的几何模 型， 构建预墩球成型的2D有限元模型， 并结合迭 代总数以及预墩球每次迭代成型所需的必要条 件、 料段粗墩分析参数、 模具冲程值、 模 具间距及 成型参数， 有限元迭代分析得到成型预墩球； 基 于铆钉上下模具的几何模型， 并结合成型预墩 球， 构建铆钉成型的3D有限元模型， 并结合铆钉 成型所需的必要条件、 料段粗墩分析参数、 模具 冲程值、 模具间距及成型参数， 有限元分析得到 成型铆钉； 对成型预墩球和铆钉进行受力分析， 输出结果。 实施本发明， 能有效预测不同预墩球 变形量对铆钉成型的影响， 还能降低仿真耗时， 提高仿真效率。 权利要求书2页 说明书9页 附图6页 CN 115169044 A 2022.10.11 CN 115169044 A 1.一种铆钉成型受力分析 方法， 其特 征在于， 所述方法包括以下步骤： 根据预墩球和铆钉各自成型中现实所用上模具、 下模具及料段的实 际尺寸， 仿真出预 墩球和铆钉各自所对应的上模具、 下模具及料 段的几何模型； 基于预墩球所对应的上模具、 下模具及料段的几何模型， 构建出预墩球成型的2D有限 元模型， 并结合预设的迭代总 数以及预墩球每次迭代成型所需的必要条件、 料段粗墩分析 参数、 模具冲程值、 模具间距及成型参数， 进 行有限元迭代分析得到成型预墩球； 其中， 所有 迭代所需的必要条件均相同、 预墩球料段分析参数均相同、 模具冲程值均相异及模具间距 均相异， 且任意相 邻两个迭代次数中后次迭代所用的2D有限元模型均采用其前次迭代所得 成型预墩球所对应构建的2D有限元模型； 基于铆钉所对应的上模具及下模具的几何模型， 并结合成型的预墩球， 构建出铆钉成 型的3D有限元模型， 且进一步结合铆钉成型所需的必 要条件、 料段粗墩分析参数、 模具冲程 值、 模具间距及成型参数， 进行有限元分析 得到成型铆钉； 对成型预墩球和成型铆钉进行受力分析， 输出受力分析结果； 其中， 所述受力分析结果 包括料段及预墩球间应力应变结果、 预墩球高度对铆钉成型 的影响大小、 模具间冲程及所 受压力和模具运动过程所受磨损力。 2.如权利要求1所述的铆钉成型受力分析方法， 其特征在于， 所述预墩球和所述铆钉各 自所对应的上模 具、 下模具及料段的几何模 型均利用Aut oCAD建模 软件格式转化为*STEP文 件或*SIL文件。 3.如权利要求1所述的铆钉成型受力分析方法， 其特征在于， 所述预墩球和铆钉各自所 对应的上模具、 下模具均采用Solidworks软件中预定工具进行上下模具对齐， 并调整上下 模具及所述预定 工具间位置； 其中， 所述预定 工具包括同轴心工具和重合工具。 4.如权利要求1所述的铆钉成型受力分析方法， 其特征在于， 所述预墩球成型的2D有限 元模型和所述铆钉成型的3D有限元模 型均选取冷成型—墩粗成型， 求解器类型为有限单元 矩阵求解器‑pardiso直接稀疏求 解； 其中， 所述预墩球成型的2D有限元模型的仿真类型选择2D轴对称模式； 所述铆钉成型的3D有限元模型的仿真类型选择三维模式。 5.如权利要求4所述的铆钉成型受力分析方法， 其特征在于， 所述预墩球成型的2D有限 元模型中料段进 行网格划分， 且其上下模具与已划分网格料段通过定位配合软件进行手动 或自动定位配合； 所述铆钉成型的3D有限元模型中成型预墩球进行网格划分， 且其上下模具与已划分网 格预墩球通过 所述定位配合软件进行手动或自动定位配合； 其中， 所述定位配合软件 包括Simufact  forming软件、 Deform软件和Ansys软件。 6.如权利要求1所述的铆钉成型受力分析方法， 其特征在于， 所述预墩球和所述铆钉成 型所需的必要条件的特征项均相同， 包括料段的初始温度、 模具的初始温度、 环境温度、 模 具间摩擦力、 模具压力类型。 7.如权利要求1所述的铆钉成型受力分析方法， 其特征在于， 所述预墩球和所述铆钉成 型所需的料段粗墩分析参数的特征项均相同， 包括料段的化学成分、 力学性能、 流变曲线及 电磁性能。 8.如权利要求1所述的铆钉成型受力分析方法， 其特征在于， 所述预墩球和所述铆钉成权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115169044 A 2型所需的成型参数的特 征项均相同， 包括主模具冲程进程、 冲程速度和终止准则。 9.一种铆钉成型受力分析系统， 其特 征在于， 包括： 几何模型构建单元， 用于根据预墩球和铆钉各自成型中现实所用上模具、 下模具及料 段的实际尺寸， 仿真出 预墩球和铆钉各自所对应的上模具、 下模具及料 段的几何模型； 预墩球多阶段成型单元， 用于基于预墩球所对应的上模具、 下模具及料段的几何模型， 构建出预墩球成型的2D有限元模型， 并结合预设的迭代总数以及预墩球每次迭代成型所需 的必要条件、 料段粗墩分析参数、 模具冲程值、 模具间距及成型参数， 进行有限元迭代分析 得到成型预墩球； 其中， 所有迭代所需的必要条件均相同、 预墩球料段分析参数均相同、 模 具冲程值均相异及模 具间距均相异， 且任意相邻两个迭代次数中后次迭代所用的2D有限元 模型均采用其前次迭代所 得成型预墩球所对应构建的2D有限元模型； 铆钉成型单元， 用于基于铆钉所对应的上模具及下模具的几何模型， 并结合成型的预 墩球， 构建出铆钉成型的3D有限元模 型， 且进一步结合铆钉成型所需的必 要条件、 料段粗墩 分析参数、 模具冲程 值、 模具间距及成型参数， 进行有限元分析 得到成型铆钉； 受力分析单元， 用于对成型预墩球和成型铆钉进行受力分析， 输出受力分析结果； 其 中， 所述受力 分析结果包括料段及预墩球间应力应变结果、 预墩球高度对铆钉成型 的影响 大小、 模具间冲程及所受压力和模具运动过程所受磨损力。 10.如权利要求9所述的铆钉成型受力分析系统， 其特征在于， 所述预墩球和所述铆钉 成型所需的必要条件的特征项均相同， 包括料段的初始温度、 模具 的初始温度、 环境温度、 模具间摩擦力、 模具压力类型； 所述预墩球和所述铆钉成型所需的料段粗墩分析参数 的特 征项均相同， 包括料 段的化学成分、 力学性能、 流变曲线及电磁性能。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115169044 A 3