(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 202211222762.7 (22)申请日 2022.10.08 (71)申请人 合肥工业大 学 地址 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路 193号 (72)发明人 李磊　邓阳通　黄海鸿　杨孟晓　 曹东升　甘雷　刘志峰　 (74)专利代理 机构 合肥市泽信专利代理事务所 (普通合伙) 3414 4 专利代理师 江楠竹 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/00(2006.01) B21D 22/22(2006.01)B21D 24/04(2006.01) B21D 37/10(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于电磁的分布式压边优化方法及分布式 电磁压边模具 (57)摘要 本发明涉及板料冲压成形技术领域， 特别是 涉及基于电磁的分布式压边优化方法及分布式 电磁压边模 具。 本发明建立了分布式压边块的冲 压仿真模型， 并对该冲压仿真模 型基于压边块和 分析步进行初始化， 并采用有限元仿真分析获取 最优的压边力矩阵， 从而获得压边块所对应的压 边力加载线， 作为对压边力的控制依据。 压边操 作依据分析步时长进行划分， 分析步的划分结合 电磁部热特性， 通过在充磁或退磁 之后预留一定 时长将其产热散失， 实现批量化生产过程中压边 力的连续稳定加载。 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 115438549 A 2022.12.06 CN 115438549 A 1.基于电磁的分布式压边优化方法， 其适用于分布式电磁压边模具， 分布式电磁压边 模具中的电磁部对压边 块提供压边力， 其特征在于， 所述基于电磁的分布式压边优化方法包括以下步骤： 步骤一， 建立分布式压边 块的冲压 仿真模型： 其中， 将压边 块依次记为B1～Bn， 将冲压深度离 散成预设的m个分析步， 并记为H1～Hm； 步骤二 ， 初始化冲压仿真模型中的 压边块 和分析步 ， 并组成压边力矩阵 其中 表示压边块B1在分析步H1～Hm所受的压边力 ； 其中 表示压边 块B1～Bn在分析步H1所受的压边力； 步骤三， 对冲压 仿真模型进行有限元仿真 分析， 并获得最优压边力矩阵 步骤四， 利用电磁热特性对最优压边力矩阵 进行修正， 得到修正压边力加载线， 并 作为压边力最终加载依据； 其中， 基于电磁部提供压边力模型得到分析步 时长， 并保证压边力加载线正常加载、 且 电磁部温度处于正常状态； 每个分析步的时长包括电磁部的充磁/退磁时长、 剩磁时长以及散热时长； 基于分析步时长得到修正分析步个数M， 对最优 压边力矩阵 进行修正 得到修正压边 力矩阵 对修正压边力矩阵 按列分块后得到n组修正压边力子矩阵， 再对n组修正压边力子 矩阵进行拟合后得n条修正压边力加载线， 根据每条修正压边力加载线对其自身所对应的 压边块施加作用力。 2.根据权利要求1所述的基于电磁的分布式压边优化方法， 其特征在于， 步骤三包括以 下步骤： 获取冲压板料的平均厚度 最大厚度STHmax、 最小厚度STHmin， 计算板料减薄率 和增厚率 判断减薄率Q和增厚率P是否满足板料破裂和起皱要求， 即Q、 P应满足Q＜λ&P＜ μ的阈值 范围， λ、 μ为判断系数； 若满足， 则将减薄率Q和增厚率P转化成评判函数J＝α Q+β P； 其中， α、 β 分别为减薄率Q和 增厚率P的比例系数； 对初始 化后的冲压仿 真模型进行j次迭代计算， 直到评判函数J收敛或 到达最大迭代次数， 进 而得到使J达 到最小值时所对应的最优压边力矩阵 若否， 则回到步骤二。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115438549 A 23.根据权利要求1所述的基于电磁的分布式压边优化方法， 其特征在于， 步骤四中电磁 部提供压边力模型的建立方法包括： 针对任一压边区域bi,i∈(1,n)， 控制压边区域bi所对应的电磁部 ci； 电磁部ci通过高频脉冲电流产生电磁力gi， 使电磁部ci直接或间接作用于压边块Bi， 实 现对压边 块Bi,i∈(1,n)提供压边力fi； 电磁部ci通过改变脉冲电流占空比实现电磁力gi调节， 从而实现压边力fi控制。 4.根据权利要求3所述的基于电磁的分布式压边优化方法， 其特征在于， 步骤四中， 冲 压成形进行到分析步Hv‑1,v∈(1,m)， 若对某一压边区域bw,w∈(1,n)进行压边， 即通过控制 压边区域bw所对应电磁部 cw通入脉冲电流 Ie， 从而实现给压边 块Bw施加压边力fe； 冲压成形进行到分析步Hv阶段， 给电磁部cw通入脉冲电流If， 给压边块Bw施加所需压边 力ff。 5.根据权利要求4所述的基于电磁的分布式压边优化方法， 其特征在于， 分析步从Hv‑1 阶段到Hv阶段， 若所需压边力fe＜ff， 即对电磁部cw施加正向脉冲电流Ia， 对电磁部cw进行充 磁， 充磁时长ta； 充磁电路停止加载， Ia下降为零， 其剩磁时长为tb； 电磁部cw基于剩磁对压边 块Bw施加压边力ff， 其压边力加载时长tc； 对压边力加载过程中分析步Hv产生的热量Qa进行散热处理， 即压边力加载时长tc也等 同散热时长， 直至电磁部cw散热后的温度Tb满足Tb＜Ta， Ta为电磁部cw的正常工作温度， 从而 保证电磁部 cw处于正常工作状态， 按照此步骤确定分析步Hv阶段总时长tv＝ta+tb+tc。 6.根据权利要求5所述的基于电磁的分布式压边优化方法， 其特征在于， 分析步从Hv‑1 阶段到Hv阶段， 若所需压边力fe＞ff， 即对电磁部cw施加反向脉冲电流Ib， 对电磁部cw进行退 磁， 退磁时长td； 退磁电路停止加载， Ib下降为零， 其剩磁时长为te； 电磁部cw基于剩磁对压边 块Bw施加压边力fe， 其压边力加载时长tf； 对压边力加载过程中分析步Hv产生的热量Qb进行散热处理， 即压边力加载时长tf也等 同散热时长， 直至电磁部cw散热后的温度T'b满足T'b＜Ta， Ta为电磁部cw的正常工作温度， 从 而保证电磁部 cw处于正常工作状态， 按照此步骤确定分析步Hv阶段总时长t'v＝td+te+tf。 7.根据权利要求6所述的基于电磁的分布式压边优化方法， 其特征在于， 步骤四中修正 压边力矩阵 的建立方法包括： 获取分布式电磁压边模具的整体冲压共耗时t0； 获取电磁部整体的分析步平均时长 计算修正分析步个数 M用于更新步骤三中最优压边力矩阵 的m， 并得到修 正的压边力矩阵 8.根据权利要求7所述的基于电磁的分布式压边优化方法， 其特征在于， 步骤四中n组 修正压边力子矩阵的建立方法包括： 获取修正压边力矩阵 的数据并依照列进行分块， 得到n组修 正压边力子矩阵；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115438549 A 3