(19)中华 人民共和国 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 202111581464.2 (22)申请日 2021.12.2 2 (71)申请人 上海博汇模具有限公司 地址 201804 上海市嘉定区兴文路6 55号 申请人 浙江博汇汽车部件 有限公司 (72)发明人 刘迪辉　唐雪　徐子寰　王小康　 (74)专利代理 机构 上海专益专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 31381 代理人 方燕娜　王雯婷 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/08(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种考虑冷却水温度变化的模温仿真分析 方法 (57)摘要 本发明涉及热冲压模 具的冷却技术领域， 具 体地说是一种考虑冷却水温度变化的模温仿真 分析方法。 一种考虑冷却水温度变化的模温仿真 分析方法， 具体方法步骤如下： 采用建模软件UG 进行几何模型的建立； 通过网格划分软件Hyper   Mesh对建模软件UG建立的模型进行网格的划分； 导出CFD格式； 导入到有限元分析软件Ansys中， 进行热固流耦合分析； 温度及热传导系数， 并输 出； 输入至有限元分析软件An sys中， 进行分析模 型； 利用有限元仿真分析软件L sdyna进行多次冲 压仿真， 得到最终精确的模温结果。 同现有技术 相比， 这套模温分析方法中， 不仅考虑冲压中板 料厚度的变化、 接触先后的变化、 以及保压力对 模温分析结果的影 响， 而且考虑了冷却水流速变 化、 冷却水温度变化对 模温的影响。 权利要求书2页 说明书7页 附图13页 CN 114398728 A 2022.04.26 CN 114398728 A 1.一种考虑冷却水温度变化的模温仿真分析方法， 包括建模软件UG、 网格划分软件 Hyper Mesh、 有限元分析软件Ansys， 其中有限元分析软件Ansys包括仿真分析软件Fluent 及有限元仿真 分析软件Lsdyna， 其特 征在于： 具体方法步骤如下： （1） 采用建模软件UG， 对 包含冷却水 管的上、 下模具及板料进行几何模型的建立； （2） 通过网格划 分软件Hyper  Mesh对建模软件UG建立冷却水管的上、 下模具及板料的 三维实体模型进行几何的前处 理以及网格的划分； （3） 将步骤 （2） 中划分好的网格导出CFD格式； （4） 将导出的CFD格式导入到有限元分析软件Ansys的仿真分析软件Fluent中， 并设置 求解模型的边界条件以及 初始化条件， 进行 热固流耦合分析； （5） 热固流耦合分析后， 输出冷却水管内的各个节点的温度及热传导系数， 并通过仿真 分析软件Fluent输出； （6） 将输出后的数据输入至有限元分析软件Ansys的有限元仿真分析软件Ls dyna中， 进 行分析模型； （7） 利用有限元仿真 分析软件Lsdyna进行多次冲压 仿真， 得到最终精确的模温结果。 2.根据权利要求1所述的一种考虑冷却水温度变化的模温仿真分析方法， 其特征在于： 所述的步骤 （2） 中， 板料的前处 理以及网格的划分的具体步骤如下： （21） 对冷却水 管的几何模型进行几何前处 理； （22） 对冷却水 管进行网格划分； （23） 对冷却水管与冷却水管的上、 下模具进行布尔运算形成传热区域， 然后划分3D网 格； （24） 对板料进行网格划分。 3.根据权利要求1所述的一种考虑冷却水温度变化的模温仿真分析方法， 其特征在于： 所述的步骤 （4） 的热固流耦合分析中， 还 包括冷却水道的流速分析， 具体步骤如下： （41） 根据水泵的工作特性， 确定冷却水 管的实际流速； （42） 设置各部分冷却水 管的进水口流速与温度； （43） 设置冷却水 管的流体域及固体域的边界条件及 初始条件； （44） 设置时间步长， 开始迭代计算至收敛。 4.根据权利要求1或3所述的一种考虑 冷却水温度变化的模温仿真分析方法， 其特征在 于： 所述的步骤 （4） 的热固流耦合分析中， 冷却水管中的水温变化以及各部位的导热系数， 确定冷却水流速的具体步骤如下： （421） 根据流量与流速、 直径间的关系 表达式， 初步据水泵特性所能供给的进水口流量 计算出冷却水 管各个进水口 的流速值： ， 其中， V为 流速， Q为流量， R为水 管半径； （422） 为进一步得到更为精确的冷却水管进水口的流速， 对上述计算得出的进水口流 速进行仿真分析软件 Fluent边界条件的设定后初步仿 真， 在结果收敛后查看仿真所得进 出 水口的压力值； （423） 根据实际冷却模具上进出水口压力监测器所得实际数值对上述仿真结果的压力 值进行二次修 正， 以便重新得到精确的进水口流速； （424） 基于固体壁面边界在直角笛卡尔坐标系下， 二维不可压缩黏性流动的连续方程权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114398728 A 2和动量方程的无量纲形式为： ， ， ； 式中， u和v分别为沿x和y方向上的速度分量； p为压力； Re为雷诺数。 5.根据权利要求1所述的一种考虑冷却水温度变化的模温仿真分析方法， 其特征在于： 所述的步骤 （6） 的具体步骤如下： （61） 将经 过多次迭代计算的结果 通过仿真 分析软件Fluent输出； （62） 利用有限元仿真分析软件Lsdyn a对热冲压成形和保压冷却过程进行仿真， 在计算 控制文件中导入上述冷却水 管各节点的温度及导热系数。 6.根据权利要求5所述的一种考虑冷却水温度变化的模温仿真分析方法， 其特征在于： 所述的冷却水管各节点的温度及导热系数包含了单元节点、 材料属性、 连接和接触、 约束和 载荷以及控制参数和计算设置信息 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114398728 A 3