基于ANSYS/LS-DYNA的板料弯曲成形数值模拟

根据动力显式有限元理论,利用ANSYS/LS-DYNA软件对TZM合金板料的弯曲冲压过程进行模拟;分析了板料弯曲变形过程,预测了板料在冲压过程中容易产生缺陷的部位,检验了模具结构设计及冲压工艺是否合理,讨论了摩擦因数对成形质量的影响.     

基于Archard理论的热冲压模具磨损分析及优化

基于Archard理论,运用有限元软件对热冲压过程进行了数值模拟分析,计算了模具表面的磨损。通过改变热冲压工艺参数,获取模具磨损量随冲压速度及板料初始成形温度变化的规律。通过对热冲压过程的热力耦合模拟,获得了模具在冲压过程中的温度及应力分布规律。结果表明,模具磨损分布与温度场及应力场存在密切关系。基于响应面法对冲压工艺参数进行了优化设计,有效地减小了模具表面磨损量。     

电瓶支座弯曲成形及其回弹模拟分析

本文利用Dynaform板料成形软件的动态显式与静态隐式联合求解功能,模拟了汽车电瓶支座冲压弯曲成形和卸载回弹变形整个过程.通过改变工艺、材料和模拟的参数值,模拟得到影响该零件回弹的主要影响因素及其规律.并成功利用这些规律进行了弯曲工艺参数的优化、模具加工和试模生产.     

基于sobol法的热成形工艺参数全局灵敏度分析及优化设计

基于Archard理论,运用有限元软件对热冲压过程进行数值模拟分析,计算冲压过程中模具表面磨损。提出一种计算热成形工艺参数灵敏度的方法,该方法基于蒙特卡洛法和响应面法,建立主要工艺参数的磨损量响应面近似模型,进而采用sobol全局灵敏度分析法和蒙特卡洛法对工艺参数的全局灵敏度进行分析。结果表明,冲压速度、板料温度和模具温度对磨损的影响最大。在此基础上对冲压速度及板料温度进行优化设计,以使磨损量达到最小。     

工艺参数对铝合金屏蔽罩冲压特性的影响

针对盒形冲压件成形过程中易出现破裂、起皱和回弹过大的问题,采用有限元分析软件DYNAFORM对顶部弧面、侧壁直边的磁体外盖进行拉延、切边和回弹过程模拟,分析制件成形规律;采用正交实验法模拟研究压边力、凹模圆角半径、模具间隙和冲压速度等工艺参数对制件冲压成形的影响。以制件的最大减薄率和回弹量为评价指标,采用极差和方差分析法对模拟结果进行分析表明,各工艺参数对评价指标的影响显著性,得到的最佳工艺参数优化组合为压边力120kN、凹模圆角半径3mm、模具间隙1.05t、冲压速度6m·s-1。采用优化工艺参数组合进行模拟和冲压实验,获得了较好的评价指标值,实验结果与模拟结果相吻合。     

基于DYNAFORM的汽车覆盖件模具型面设计及成形性分析

以板料成形非线性有限元分析软件eta／DYNAFORM为平台，介绍了汽车覆盖件模具型面设计过程，对某种汽车引擎罩零件冲压成形过程进行数值模拟，根据模拟结果进行成形性分析，为优化工艺参数和模具结构提供了强有力的工具。     

汽车轮毂件冲压成形断裂分析

板料冲压过程是一个非常复杂的塑性成形过程,许多因素都直接或间接影响着成形的结果.以Forge2D软件为平台,采用弹塑性有限元法对某一汽车轮毂零件的成形过程进行数值模拟,揭示零件冲压过程中板料的变形行为,预测冲压过程中可能出现的各种工艺缺陷,例如坯料的局部减薄和破裂,并以模拟结果为依据提出改进工艺参数的办法,优化工艺参数,可以减少调试和修模的次数,以此实现降低模具费用、缩短制模时间、提高产品成品率和材料利用率,最终达到减少产品成本的目的.在此基础上,对3种冲压工艺方案分别进行了数值模拟,对比研究了各方案的成形特点,得出了较好的成形工艺参数方案.     

薄板深拉延成形有限元仿真

板材成形有限元仿真采用虚拟制造技术反映模具与板材之间的相互作用以及板材实际变形的全过程，有助于推动生产的快速化和设计的智能化。汽车企业通过对板材成形过程的有限元仿真可确定钢板性能参数范围和冲压工艺参数范围，以保证生产的稳定性。采用动力显式有限元软件LS-DYNA，对上海宝钢St14—T冷轧薄板的深拉延成形过程进行了仿真计算，分析了变形过程的金属流动规律。     

基于RSM的汽车不锈钢板件冲压模具磨损CAE分析

为了减少汽车异形不锈钢板件在冲压过程中的模具磨损,应用CAE分析软件Deform-3D对板料冲压过程进行数值模拟,并基于响应面法,以凸、凹模的磨损深度为优化目标,对冲压工艺参数进行优化。采用Box-Behnken设计冲压试验组,并结合Archard模型,建立了压边力、冲压速度、冲压间隙与评价参数之间的响应面模型,得到了各工艺参数对模具磨损的影响规律,综合分析后,确定了最优冲压工艺参数组合为：压边力为375 kN、冲压速度为78.5 mm·s^-1、冲压间隙为2.17 mm。同时,根据最大磨损深度结果对冲压模具的寿命进行了预测,最终经过冲压实践证明,采用最优冲压工艺参数组合,冲压模具的实际寿命为3721件,与预测结果的一致性较好,模具寿命得到大幅提升。     

大型汽车覆盖件冲压仿真并行计算的研究与应用

由于有限元本身的缺陷,使得CAE软件在应用中仍存在不足之处,难以处理计算精度和速度这一矛盾.该文介绍了动态显式有限元冲压并行仿真系统的关键技术,并通过在大型汽车覆盖件冲压工艺分析中的应用,表明了冲压并行仿真系统的重要实际应用价值,对于促进冲压模具技术进步有重要意义.     

Elastic-plastic finite element analysis of automotive body panel stamping processes using dynamic explicit time integration scheme

In this article, the elastic-plastic finite element formulations using dynamic explicit time-integration schemes are proposed for numerical analysis of automotive body panel stamping processes. A general formulation of finite element simulation for complex sheet forming processes with arbitrarily shaped tools is briefly introduced. In finite element simulation of automotive body panel stamping processes, the robustness and stability of computation are important requirements since the computation time and convergency become major points of consideration besides the solution accuracy due to the complexity of geometry and boundary conditions. For analyses of more complex cases with larger and more refined meshes, the explicit method is more time effective than the implicit method, and it has no convergency problem and has the robust nature of contact and friction algorithms, although the implicit method is widely used because of excellent accuracy and reliability. The elastic-plastic scheme is more reliable and rigorous, while the rigid-plastic scheme requires short computation time. The performance of the dynamic explicit algorithms is investigated by comparing the simulation results of forming of complex-shaped automotive body parts, such as a fuel tank and a rear hinge, with the experimental results. It has been shown that dynamic explicit schemes provide quite similar results to the experimental results. It is thus shown that the proposed dynamic explicit elastic-plastic finite element method enables an effective computation for complicated automotive body panel stamping processes.     

板料拉深成形数值模拟关键算法的比较

在板料拉深成形过程的数值模拟中显式算法和隐式算法是两种主要的有限元算法.板料拉深成形是一个准静态的变形过程,静力隐式算法是比较合理又相对精确的方法,但计算费时,需要大量的计算机内存空间;动力显式算法计算效率高且占用的存储空间少.本文分别用基于静力隐式算法的软件ANSYS和基于动力显式算法的软件ANSYS/LS-DYNA模拟了板料拉深成形过程,并通过与实验值相比较,验证了模拟结果的正确性.     

半球形凸模拉深过程的动力显式有限元分析

本文基于连续介质力学及有限变形理论 ,建立了用于三维板料成形过程分析的有限元模型 ,开发了动力显式算法的板料成形过程模拟的有限元分析程序DESSFORM3D。采取集中质量矩阵 ,用动力显式积分的方法 ,使位移计算显式化 ,避免了由材料、几何、边界条件等高度非线性因素引起的计算收敛问题。对半球形凸模拉深过程进行模拟计算 ,并把模拟结果与实验结果进行对比 ,验证了软件的计算结果     

无网格法在板料冲压成形数值模拟中的应用

基于移动最小二乘法近似函数和以有限元网格作为积分背景网格的无网格法理论，对板料冲压成形过程进行了数值模拟，利用罚函数法引入本质边界条件处理成形过程中的接触摩擦问题，并将模拟结果与有限元法计算结果进行对比，结果表明：无网格伽辽金法的计算结果与有限元法计算结果基本吻合，无网格伽辽金法作为新兴的数值计算方法，具有前后处理简单，精度高等特点，为板料冲压成形的数值模拟提供了一种有效的新方法。     

板料成形数值模拟研究

介绍了板料成形动态显式有限元模拟的基本理论,讨论了成形模拟中接触摩擦算法,起皱、破裂的判断及回弹模拟等关键技术。最后,通过介绍NUMISHEET’99三组标准考题及主要模拟研究结果,讨论了有限元模拟技术在板料成形中的应用。     

显式动力学有限元法分析板宽对板带轧制压力分布的影响

显式动力学有限元法是分析大型接触问题的有效方法 ,近年来在分析板料成形及碰撞冲击问题方面得到了广泛的应用。本文介绍了显式动力学有限元法的特点及在板带轧制过程分析中的研究状况 ,阐述了其基本理论 ,并采用显式动力学有限元法模拟了板带轧制过程 ,模拟计算出的变形区轧制压力分布与实验结果吻合较好。     

板料成形模拟系统的开发应用

介绍了拥有自主版权的板料成形动力显式有限元模拟系统VIFORM ,其包括基本原理和有关接触搜索、压边力处理、拉伸筋模拟和惯性效应避免等关键技术。最后通过对汽车矩形反光镜、仿车门及方盒的模拟 ,对系统进行了验证     

外卷边槽钢多道次辊弯成型数值模拟

利用有限元软件ABAQUS对外卷边槽钢的多道次辊弯成型过程进行了数值模拟。基于动力显示算法,采用引导板料入辊方式建立了外卷边槽钢多道次辊弯成型有限元模型。分析了成型过程中槽钢的金属变形状态与应力应变场的变化情况,并重点研究了外卷边槽钢边部纵向应变、内外弯角处厚度与横向应变在成型过程中的变化情况,为优化多道次辊弯成型工艺提供了理论依据。     

Use of a coupled explicit—implicit solver for calculating spring-back in automotive body panels

LS-DYNA3D, an explicit code, and LS-NIKE3D, an implicit code, have been coupled to facilitate the finite element (FE) modelling of sheet metal forming. The explicit FE code is used to model the forming process, in which the deformable blank contacts rigid tools. The implicit FE code is used to model the subsequent spring-back which occurs after the tooling is removed. In this way, the explicit code with its robust handling of contact during forming is combined with the implicit code and its large time steps during spring-back. The result is an efficient method for solving even very large (>20 000 deformable elements) sheet forming models. Three examples of the application of this method are given.