dynaform 分析

基于Dynaform盒形件冲压成形仿真

研究生姓名： ___ ____

学号： _ __

学科、专业：机械制造及其自动化 _

导师： _

基于Dynaform盒形件冲压成形仿真

摘要:Dynaform是基于有限元理论建立的成形模拟和分析软件。拉深成形是一种常见的成形方法，它的实质在于凸缘部分材料的转移和塑性变形，拉深过程中制件的主要失效形式有起皱和破裂。文章基于Dynaform分析引起起皱的各种因素以及对盒形件拉深成形质量造成的影响，可弥补拉深模具经验设计的不足，缩短模具的设计周期，并对类似产品的模具设计具有一定的借鉴作用。

关键词: Dynaform; 有限元分析;盒形件

一、前言

冲压成形是现代工业的一种重要的加工成形方法，它广泛应用于汽车、航天等领域，是一个包括了几何、材料以及边界条件非线性的复杂力学过程[1]。由于冲压件成形力学过程的复杂性，使得依靠实际经验和反复修模、试模，进行模具设计的传统方法既费时又费力。将计算机模拟引入冲压模具的设计过程中，是现代模具设计发展的必然。Dynaform板料成形软件，可以预测成形过程中板料的裂纹、起皱、减薄、划痕、回弹，评估板料的成形性能，从而为板料成形工艺及模具设计提供帮助[2]。它将在缩短模具设计周期和改善产品成形质量等方面发挥极其重要的作用。

盒形件是典型的板料冲压成形制品，在其拉深成形过程中，坯料的凸缘部分是主要变形区，凸缘变形区在切向压应力的作用下，可能产生失稳，其特征表现为凸缘边缘的材料产生皱折。轻微的起皱可以通过凸凹模间隙来调整，仅在拉深件侧壁上留下皱痕; 但严重的起皱

将不能满足制件的尺寸精度和使用要求，并且会导致坯料成形时不能顺利通过凸凹模间隙而造成拉裂失效。

影响拉深件起皱的主要因素有: (1) 是否采用压边装置以及压边力是否合适; (2) 材料的机械性能，如材料弹性模量E、毛坯相对厚度t/D等; ( 3) 拉深成形时的阻力大小[3]。

二、盒形基准件模型的建立

（1）320X200，底部圆角R15，边圆角R5，高度H35，拔模斜度3°

（2）根据零件尺寸设计模型如图：

设置上平面倒角半径R10，文件保存为IGS后缀文件。

三、曲面网格划分

（1）根据需要对曲面进行网格划分，这里选取最小尺寸0.5mm，最大30mm。划分后如下图所示：

所示

对上模进行快速展料，生成毛坯边线。利用毛坯生成器对毛坯进

行进行网格划分，单元大小设置为3mm。设置成功后可测量得毛坯长约为391mm，宽约为267mm。

（3）设置压边圈

创建新零件层为BINDER，设置为当前零件层，显示凹模零件。利用前处理将凹模边圈复制偏置并导入到新建的零件层。如下图：

四、工具定义

（1）选择工具菜单对工具进行定义。选择DIE定义凹模，选择

PUNCH定义冲模，分别对接触和加载曲线进行定义，接触选择默认，加载曲线选取运动—自动—位移，设置速度为2000，位移35mm。加载曲线图如下：

对压边圈进行定义，接触采用默认，加载曲线选择作用力—自动—作用力,作用力设置为40000N。加载曲线如下图：

在工具菜单下，选择定义毛坯对毛坯材料和属性进行定义，材料选择B170P1厚度为1mm，型号为36，材料属性选择默认值。

（2）工具自动定位

在工具菜单下选择工具自动定位，对冲模、凹模、毛坯、和压边

圈进行自动定位。接触间隙调整为1mm，调整好后观看动画演示，检查运动是否正确，保存数据库。

五、分析求解

选择分析菜单，LS-DYNA(L) 进入到求解计算界面，调整为Full Run Dyna，进行求解运算。

六、后处理

（1）解算动画

进入后处理界面，打开解算动画文件，如下图：

查看解算动画的每一帧，检查解算是否完成，观察零件成型过程是否正确。若出现错误，应重新进入数据库修改，然后进行新的求解运算。

（2）分析成型零件极限图

打开成型零件极限图如下图所示：

检查冲压零件是否出现破裂（crack），若出现上边缘严重皱褶（severe wrinkle），

可能是压边圈压力不够，返回数据库修改压边载荷，提高压圈载荷压力。

（3）主应变

分析受力是否均匀合理。（4）最小主应变

dynaform冲压件分析

课程名称：材料成形过程计算机模拟基于Dynaform的冲压瓶盖的 CAE分析作者姓名：黄彬兵作者学号：0801040305 专业名称：材料成型及控制工程指导教师：苏春建山东科技大学二〇一一年十二月

摘要 Dynaform是由美国ETA公司开发的用于板料成形模拟的专用软件包，可以帮助模具设计人员显著减少模具开发设计时间及试模周期，不但具有良好的易用性，而且包括大量的智能化自动工具，可方便地求解各类板成形问题。它可以预测成形过程中板料的破裂、起皱、减薄、划痕、回弹，评估板料的成形性能，从而为板料成形工艺及模具设计提供帮助；可以用于工艺及模具设计涉及的复杂板成形问题；还包括板成形分析所需的与CAD软件的接口、前后处理、分析求解等所有功能。本文简述了CAE技术在瓶盖冲压成形中的应用，通过对拉延工序进行冲压成形模拟分析，提前预知成形缺陷，并采取有效措施，进行工艺参数的调整与优化。实践证明，分析计算缩短了模具制造周期，减少了模具调试次数，节约了生产成本。关键词：CAE技术，Dynaform，冲压成形，模具调试

1 绪论冲压成形是塑性加工的基本方法之一，它主要用于加工板料零件，可以加工金属板料，也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件。许多金属冲压件具有外形尺寸较大，材料比较薄，型面起伏复杂，尺寸精度与表面质量要求较高，在拉伸成形过程中容易出现拉裂、起皱现象。模具调试过程中需要浪费大量的人力、物力和财力。近年来随着计算机技术的不断发展，CAE（计算机辅助工程）技术目前已经在各大模具厂广泛用于产品模拟分析、冲压板材成形过程分析。通过提前对产品可能出现的成形缺陷进行研究，预示冲压件冲压成形的可行性。根据理论上的模拟分析结果，提高产品工艺补充设计的合理性，减少模具实际调试次数，近而达到缩短模具制造周期、降低生产调试成本，提高企业生产效能，保证新产品及时投放市场。本文利用Dynaform分析软件,以瓶盖冲压成型分析为例，介绍CAE技术在金属件冲压成形的应用。 2 瓶盖的冲压工艺分析本文采用瓶盖形状如图1所示，材料为SS304，厚度1.0mm，整体来看，具有材料较薄，外形尺寸不大，拉延深度较大，成型较困难，有可能出现破裂或起皱等缺陷，因此可先进行CAE分析，观察成型情况。图1

冲压件回弹有限元仿真分析

冲压件回弹有限元仿真分析摘要针对不锈钢件难以成形以及在冲压过程中易产生回弹，采用有限元分析软件DYNAFORM，以沈阳地铁2号线连接板为例，对模拟得到的材料厚薄图、材料回弹图进行分析，优选工艺设计。阐述了CAE技术在模具开发中的重要作用。关键词有限元分析；冲压；DYNAFORM 0 引言 2006年大连机车引进了不锈钢城轨车体生产线，并先后承接大连快轨金州延伸线、沈阳地铁2号线、天津地铁2号线城轨地铁车辆的生产。不锈钢相对传统碳钢城轨车有外表面无需涂装，可有效实现车辆轻量化，可有效提高车辆使用寿命等优点。虽然有以上优点，但是奥氏体不锈钢热膨胀系数是钢的1.1倍，弹性模量大，抗拉强度屈服强度大，这些特点决定了不锈钢车体从设计到制造都与碳钢车体有着很大的不同。它决不是简单的材料替换，而是一种全新的车体，因此开发周期和质量都难以控制。在不锈钢车体中有大量的冲压件，对不锈钢车体的生产起着至关重要的作用。回弹是冲压模具设计中要考虑的重要因素之一。回弹现象主要表现为整体卸载回弹、切边回弹和局部卸载回弹，当回弹量大于允许容差时，就会影响冲压件的产品精度，从而产生缺陷产品。因此，回弹一直是影响、制约模具和产品质量的重要因素。本文以地铁车辆中的连接板为例，使用DYNAFORM软件对板材进行冲压成形模拟仿真，预测冲压所产生的回弹，为模具的设计提供前期依据。 1 DYNAFORM介绍美国ETA公司和LSTC公司联合研发的DYNAFORM软件，是一种基于有限元方法建立，模拟仿真板料成型过程的专用软件。Dynaform软件包含BSE、DFE、Formability三个大模块，能够完成坯料形状、压边力、拉延筋、冲压速度等几乎所有冲压模具设计参数。回弹是一种小变形过程，是在加载完成后卸载过程中产生的。但是在回弹过程中毛坯的所有点不会同时处于卸载状态中，部分点存在加载的可能。因此成型模拟的准确性会影响回弹模拟的准确性。 DYNAFORM使用混合计算方法来分析回弹变形，为避免准静态隐式积分算法中的迭代计算，成型的模拟采用动态显式积分算法。回弹时，卸载起主要作用，工件主要为弹性变形，而静态隐式算法可以得到较为准确的计算结果。所以DYNAFORM采用动态显示算法模拟成型过程，以静态隐式算法计算回弹。

dynaform教程

eta/DYNAFORM 培训手册版本5.2 美国工程技术联合公司 Engineering Technology Associates, Inc. 1133 E. Maple Road, Suite 200 Troy, MI 48083 Tel: (248) 729-3010 Fax: (248) 729-3020 Email: support@https://www.360docs.net/doc/e117400855.html, eta/DYNAFORM team November 2004

Engineering Technology Associates, Inc., ETA, ETA 徽标和 eta/DYNAFORM 都是美国工程技术联合公司的注册商标。所有的商标和名称都是由ETA版权所有。 Copyright 1998，1999，2000，2001，2002，2003，2004 Engineering Technology Associates, Inc. All rights reserved.

目录介绍 (1) 数据库操作 (2) I. 创建eta/DYNAFORM 数据库，设置分析参数 (2) II. 练习一些辅助的菜单操作 (4) III. 显示/关闭零件层（Turning On/Off） (6) IV. 编辑数据库中的零件层 (7) V. 当前零件层 (8) 网格划分 (10) I. 坯料网格划分 (10) II. 曲面网格划分 (12) III. 网格检查 (14) IV. 快速设置和传统设置的对比 (18) 快速设置 (19) I. 从Lower Tool中分离出Lower Ring (19) II. 快速设置界面 (23) III. 定义工具 (23) IV. 定义坯料 (26) V. 设置分析参数，求解计算 (29) 传统设置 (35) I. 从LOWER TOOL等距偏移出UPPER TOOL (35) II. 创建Lower Ring零件层 (38) III. 分离LOWRING 和 LOWTOOL零件层 (43) IV. 拉延类型设置 (43) V. 工具定义 (44) VI. 定义坯料，设置工艺参数 (46)

DYNAFORM在冲压成形中的应用研究

DYNAFORM在冲压成形中的应用研究作者：中航工业南方航空动力公司皮克松郑南松在模具设计初期，进行冲压件可成形性研究和设计改进，预测并解决在板材成形加工中可能遇到的质量问题是钣金成形制造业界的热门话题。作为虚拟制造技术之一的冲压成型数值模拟技术的日渐成熟以及它在新产品开发和模具设计中日益广泛的应用，为实现新的钣金制品和相应冲压模的设计提供了途径。本文以典型冲压成形件为例，阐述了DYNAFORM数值模拟技术具体的应用研究，并提出和解答了DYNAFORM使用中的常见技术问题。冲压数值模拟软件系统板材成形有限元分析技术起源于20世纪70年代初期，在近20年内得到了迅速发展。其高效的计算功能使它的应用范围不断扩大，目前已用于分析复杂三维板材成形的过程，包括成形缺陷分析，如破裂、起皱和回弹等。这一技术既可应用于模具设计阶段，也可应用于分析和解决实际生产中出现的产品质量问题。有限元模拟技术涉及到数值方法、力学、材料科学、计算机技术以及塑性加工技术等多门学科，是当今比较前沿的研究领域之一。国外开发的板料成形模拟商品软件已经达到了工程实用的阶段，也获得越来越广泛的应用，并收到了很大的经济效益。国内外知名的飞机、航空制造厂家在虚拟制造领域已经有了多年的应用历史，也从冲压成形数值模拟技术中获得了丰厚的经济回报。我国近几年来在湖南大学、南昌航空大学、北京航空航天大学等一些院校及一汽集团、海尔集团等企业中也进行了这方面的应用研究。目前，已经达到实用阶段的数值模拟软件有法国的OPTRIS软件和美国ANSYS公司代理的eta/DYNAFORM软件，另外还有欧洲著名软件公司Quantech ATZ公司的Stempacka软件。以上3种软件都是专业的钣金成形数值模拟软件，是真正的面向工程实际的钣金成形仿真系统，具有功能强大、操作流程自动化、界面友好的特点。为填补我国航空制造业在此方面的空白，我公司引进了eta/DYNAFORM软件，并开展了冲压成形模拟技术应用开发工作。 DYNAFORM数值模拟分析系统 DYNAFORM软件是由ETA公司研制的基于LS-DYNA的钣金冲压分析软件，它把LS-DYNA、LS-NIKE3D强大的分析能力与eta/FEMB 的流程化前后处理功能结合起来。eta/DYNAFORM分析的求解器是LS-DYNA和LS-NIKE3D，这两个程序是通用的、非线性的、动态的有限元分析程序，利用显式和隐式计算方法来解决结构及流体等问题，已经成功地应用于钣金成形的数值模拟。 DYNAFORM的主要功能包括分析拉伸、成形、弯曲、翻边、切边等板料成形过程中的不同工序，也可以进行多步成形（或多工序加工）分析。通过用户已定义好的冲压工艺及模具曲面形状来预测成形状态，其中包括减薄拉裂、起皱、回弹等各种问题；同时可以对成形力、压边力、拉伸筋、模具磨损等各种工艺问题进行分析，以便优化工艺和模具设计。DYNAFORM的核心技术包括以下几个方面：（1）动力显式积分算法；（2）板壳有限元理论的研究；（3）本构理论和屈服准则（材料模型）；（4）接触判断算法和网格细化自适应技

dynaform回弹分析详细教程

基于Dynaform的JL70右连接板零件成形工艺及模具设计李君才（重庆工商大学机械设计制造及其自动化专业 05机制2班）摘要: 实践表明，采用有限元数值仿真技术对零件成形过程进行模拟，并根据仿真结果进行冲压工艺规划和模具的设计，以改良传统冲模设计与制造过程中耗时长、成本高等缺陷，把制造过程中可能出现的问题集中在设计阶段解决，以便快速经济地制造模具，提高零件质量。本设计是基于有限元分析软件DYNAFORM 的成形过程的仿真分析与模具设计。首先进行前处理设置，将仿真需要的各种参数输入进去，然后进行仿真的后处理分析。通过对仿真的后处理分析，了解各种参数对成形的影响，进一步提出改进措施，重新输入参数进行分析。然后在基于仿真分析的基础设计模具，这样保证了模具结构的合理性。关键词:模拟仿真、DYNAFORM、模具设计、工艺参数优化

Base on Dynaform JL70 right Junction panel Ban parts forming process and die design Li Juncai (Chongqing Technology and Business University ,mechanical design automation and manufacturing professionals ,05 mechanism classes two) Abstract: Practice shows that the use of finite element simulation technology to partsforming process modeling, and simulation results are in accordance with the planning process and tamping die design, to improve the design and manufacture of traditional die in the time-consuming process of a long, the cost of higher defects in the manufacturing process problems that may arise in the design phase concentrated solution for rapid economic and die manufacturing, improve the quality of parts. The design is based on finite element analysis software DYNAFORM the process of forming simulation analysis and die design. First set up to deal with before, the simulation will need to enter into the various parameters, and then to simulate the post-processing analysis. Through the simulation of the post-processing analysis, an understanding of various parameters on forming the impact of further improvement measures, re-enter the parameters for analysis. Then based on the analysis of the simulation based design mold, such a guarantee die structure is reasonable. Keywords: simulation、DYNAFORM、mold design、Technological parameter optimization

Dynaform软件的板料冲压成形操作指引

Dynaform 软件的板料冲压成形操作指引 1 常用仿真术语定义：冲压成形：用模具和冲压设备使板材产生塑性变形获得形状、尺寸、性能合乎要求的冲压件的加工方法。多在室温下进行。其效率高，精度高，材料利用率也高，可自动化加工。冲压成形工序与工艺：剪切：将板材剪切成条料、块料或具有一定形状的毛坯的加工工序称为剪切。分平剪、斜剪和震动剪。冲裁：借助模具使板材分离的工艺。分为落料和冲孔。落料--从板料上冲下所需形状尺寸坯料或零件的工序；冲孔-- 在工件上冲出所需形状孔的工序。弯曲：在弯曲力矩作用下，使平板毛坯、型材、管材等产生一定曲率和角度，形成一定形状冲压件的方法。拉深：冲裁得到的平板毛坯成形成开口空心零件的冲压加工方法。拉伸参数： ? 拉深系数m ：拉深零件的平均直径 d 与拉深前毛坯 D 之比值m, m = d/D ； ? 拉深程度或拉深比：拉深系数 m 的倒数 1/m ； ? 极限拉深系数：毛坯直径 D 确定下，能拉深的零件最小直径 d 与D 之比。胀形：指将材料不向变形区转移，只在变形区内产生径向和切向拉深变形的冲压成形方法。翻边：在毛坯的平面或曲面部分的边缘，沿一定曲线翻起竖立直边的成形方法。板材冲压成形性能评价指标：硬化指数n 、厚度方向系数γ、成形极限图。成形极限：是指冲压加工过程中所能达到的最大变形程度。 2 Dynaform 仿真分析目的及流程 ETA/DYNAFORM 5.7是由美国工程技术联合公司(ENGINEERING TECHNOLOGY ASSOCIALTES, INC.)开发的一个基于LS-DYNA 的板料成形模拟软件包。作为一款专业的CAE 软件，ETA/DYNAFORM 综合了LS-DYNA 强大的板料成形分析功能以及强大的流线型前后处理功能。它主要应用于板料成形工业中模具的设计和开发，可以帮助模具设计人员显著减少模具开发设计时间和试模周期。基于Dynaform 软件的仿真结果，可以预测板料冲压成形中出现的各种问题，如破裂、起皱、回弹、翘曲、板料流动不均匀等缺陷，分析如何及时发现问题，并提供解决方案。Dynaform 仿真分析分析的步骤和流程如下图：冲压成形分离工序剪切冲裁修边成形工序弯曲拉深胀形翻边

Dynaform模拟时材料参数输入问题

18#材料模型：（幂指数塑性材料模型）没有考虑材料的厚向异性，只在一些简单的各向同性材料中应用。 MASS DENSITY——质量密度； YOUNG MODULUS——杨氏模量； POISSONS RATIO——泊松比； STRENGTH COEFF（K）——强度系数； HARDENING EXPONENT（N）——强化系数，也就是人们常说的硬化指数； STRAIN RATE PARAM （C）——Couper—symonds应变率系数C； STRAIN RATE PARAM （P）——Couper—symonds应变率系数P； INITIAL YIELD STRESS——初始屈服应力； FORMULATION——用公式表示。 24#材料模型：（分段线性材料模型）主要用于一些各向同性材料的冲压分析中。 MASS DENSITY——质量密度； YOUNG MODULUS——杨氏模量； POISSONS RATIO——泊松比； YIELD STRESS——屈服应力； TANGENT MODULUS——切变模量； FAILURE PL。 STRAIN——材料失效时的等效塑性应变； STEP SIZE FOR EL. DEL——段数； STRAIN RATE PARAM （C）——Couper—symonds应变率系数C； STRAIN RATE PARAM （P）——Couper—symonds应变率系数P； 36#材料模型（Barlat’s-3 Parameter Plasticity Model）——3参数Barlat材料模型这种材料模型适用于任何薄板金属成形分析，特别是对象铝合金必须用次模型分析。使用此模型一般输入以下参数： MASS DENSITY（质量密度）； YOUNG MODULUS（杨氏模量）； POISSONS RATIO（泊松比）； EXPONENT FACE M（Barlat指数m）； LANKFORD PARAM R0（各向异性参数r0）； LANKFORD PARAM R45（各向异性参数r45）； LANKFORD PARAM R90（各向异性参数r90）； HARDENING RULE（EXPON．）（硬化规律：对于线性硬化模型，HR=1；对于幂指数硬化模型，HR=3；对于分段线性硬化模型，不需要输入HR）；ＭATEIAL PARAM P1（K）和ＭATEIAL PARAM P2（N）是材料参数： ⑴对于线性硬化模型：P1=切线模量=tg(α); P2=屈服应力σs； ⑵对于幂指数硬化模型：P1=k（强化系数）； P2=n（强化指数）； ⑶对于分段线性硬化模型，不需要输入：HR，P1，P2，E0，SPI等参数的值。 INITIAL YIELD STRESS（E0）（初始屈服应力）；

基于Dynaform的覆盖件冲压成形性工艺分析

机械 2008年第3期总第35卷机械制造技术 ·41· ——————————————— 收稿日期：2007－12－24 作者简介：谢斌斌（1986－），男，浙江温岭人，硕士研究生，主要研究方向为数字化设计制造。基于Dynaform 的覆盖件冲压成形性工艺分析谢斌斌，丁国富，黎荣（西南交通大学先进设计与制造技术研究所，四川成都 610031）摘要：覆盖件成形难点在于工件数模复杂，工艺性难以确定。而采用计算机数值模拟技术有效地调整工艺方案，可以获得较合理的成形结果。论文基于Dynaform 研究数值模拟技术在模具工艺设计中的应用及相关技术问题，对较为复杂的覆盖件成形进行仿真分析，通过实例进行阐述，设计出一整套完整的覆盖件模具，为模具数字化设计与制造提供了思路。关键词：覆盖件；冲压成形；Dynaform ；数值模拟；网格划分中图分类号：TG386 文献标识码：A 文章编号：1006－0316（2008）03－0041－04 Forming analysis for automobile covering panel based on dynaform XIE Bin-bin ，DING Guo-fu ，LI Rong （Institute of Advanced Designing and Manufacturing ，Southwest Jiaotong University ，Chengdu 610031，China ） Abstract ：The difficulty of automobile covering panel forming is that the model surface is complex and the process is hard to determine. But it is capable to get high quality of forming panel with the help of computer using numerical simulation to adjust process. The application of numerical simulation in die designing and some key problem in Dynaform are researched in the paper ，and an example of a complex covering panel is presented. The forming of it is simulated and analyzed by using Dynaform. And then the die of the covering of panel is designed. The paper supplies an instruction of digital designing and manufacturing of dies. Key words ：automobile covering panel ；stamping forming ；dynaform ；numerical simulation ；meshing 汽车覆盖件与一般冲压件相比，具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大、表面质量要求高、曲面多为空间曲面、配合协调高等特点。因此工艺很复杂，设计周期长。近年来，随着计算机技术的发展，越来越多的覆盖件模具设计开始采用CAD/CAM 技术，大大提高了模具设计的效率。但是在整个模具开发过程中，工艺参数的选择仍是按经验来决定的，从而在完成模具设计中需要不断的试模、修模[1]。板料数值模拟技术及分析软件，就是对成形过程进行仿真模拟，通过对仿真模型的分析，判断工件早期制造的工艺性，及时调整修改模具结构，减少实际试模次数，缩短开发周期。另外还可择优选择材料，并对各种成形参数进行优化，提高产品质量。这样不仅弥补了应用工艺资料方面的不足，还可通过虚拟冲压模拟，提高工艺人员的设计经验[2]。尽管材料成型数值分析得到了研究，但在应用中还存在诸多问题，本文试图在探索模具数字化设计与制造的基础上详细研究Dynaform 在模具成型工艺设计过程中的技术问题及求解思路。 1 冲压成形的数字化设计与制造过程模具的数字化设计制造就是通过逆向工程技术将零件模型转化为数字模型，运用三维设计软件设计模具的结构，并通过有限元分析软件对成形过程进行仿真模拟，从而改进模具结构，然后利用计算机辅助制造（CAM ）在数控系统上加工模具[3]。如图1为数字化设计与制造的一般流程。其中，点云数据的获取可以通过诸如三坐标测

基于Dynaform软件的板料冲压成形仿真操作指引

基于Dynaform 软件的板料冲压成形仿真操作指引 1 常用仿真术语定义：冲压成形：用模具和冲压设备使板材产生塑性变形获得形状、尺寸、性能合乎要求的冲压件的加工方法。多在室温下进行。其效率高，精度高，材料利用率也高，可自动化加工。冲压成形工序与工艺：剪切：将板材剪切成条料、块料或具有一定形状的毛坯的加工工序称为剪切。分平剪、斜剪和震动剪。冲裁：借助模具使板材分离的工艺。分为落料和冲孔。落料--从板料上冲下所需形状尺寸坯料或零件的工序；冲孔-- 在工件上冲出所需形状孔的工序。弯曲：在弯曲力矩作用下，使平板毛坯、型材、管材等产生一定曲率和角度，形成一定形状冲压件的方法。拉深：冲裁得到的平板毛坯成形成开口空心零件的冲压加工方法。拉伸参数： ? 拉深系数m ：拉深零件的平均直径 d 与拉深前毛坯 D 之比值m, m = d/D ； ? 拉深程度或拉深比：拉深系数 m 的倒数 1/m ； ? 极限拉深系数：毛坯直径 D 确定下，能拉深的零件最小直径 d 与D 之比。胀形：指将材料不向变形区转移，只在变形区内产生径向和切向拉深变形的冲压成形方法。翻边：在毛坯的平面或曲面部分的边缘，沿一定曲线翻起竖立直边的成形方法。板材冲压成形性能评价指标：硬化指数n 、厚度方向系数γ、成形极限图。成形极限：是指冲压加工过程中所能达到的最大变形程度。 2 Dynaform 仿真分析目的及流程 ETA/DYNAFORM 5.7是由美国工程技术联合公司(ENGINEERING TECHNOLOGY ASSOCIALTES, INC.)开发的一个基于LS-DYNA 的板料成形模拟软件包。作为一款专业的CAE 软件，ETA/DYNAFORM 综合了LS-DYNA 强大的板料成形分析功能以及强大的流线型前后处理功能。它主要应用于板料成形工业中模具的设计和开发，可以帮助模具设计人员显著减少模具开发设计时间和试模周期。基于Dynaform 软件的仿真结果，可以预测板料冲压成形中出现的各种问题，如破裂、起皱、回弹、翘曲、板料流动不均匀等缺陷，分析如何及时发现问题，并提供解决方案。Dynaform 仿真分析分析的步骤和流程如下图：冲压成形分离工序剪切冲裁修边成形工序弯曲拉深胀形翻边

基于Dynaform的冲压不锈钢餐盘的CAE分析

课程名称：基于Dynaform的冲压不锈钢餐盘的CAE分析作者：学号：指导教师：

摘要：本文简述了CAE技术在不锈钢餐盘冲压成形中的应用，通过对拉延工序进行冲压成形模拟分析，提前预知成形缺陷，并采取有效措施，进行工艺参数的调整与优化。实践证明，分析计算缩短了模具制造周期，减少了模具调试次数，节约了生产成本。关键词：CAE技术；冲压成形；模具调试 1．前言：许多金属冲压件具有外形尺寸较大，材料比较薄，型面起伏复杂，尺寸精度与表面质量要求较高，在拉伸成形过程中容易出现拉裂、起皱现象。模具调试过程中需要浪费大量的人力、物力和财力。近年来随着计算机技术的不断发展，CAE（计算机辅助工程）技术目前已经在各大模具厂广泛用于产品模拟分析、冲压板材成形过程分析。通过提前对产品可能出现的成形缺陷进行研究，预示冲压件冲压成形的可行性。根据理论上的模拟分析结果，提高产品工艺补充设计的合理性，减少模具实际调试次数，近而达到缩短模具制造周期、降低生产调试成本，提高企业生产效能，保证新产品及时投放市场。本文利用Dynaform分析软件,以不锈钢餐盘冲压成型分析为例，介绍CAE技术在金属件冲压成形的应用。 2．产品介绍：不锈钢餐盘可供餐厅、快餐店等使用外观优美，携带、洗涤方便，可重复使用不需丢弃，避免使用免洗餐具制造大量垃圾破坏环境，注重环保。本文采用餐盘尺寸如图1所示，材料为SS304，厚度1.0mm，整体来看，具有材料较薄，外形尺寸不大，拉延深度小，成型不是困难，但有部分型面形状变化大，有可能出现破裂，因此可先进行CAE分析，观察成型情况。 3．产品分析过程 ?三维数据的导入利用proe等CAD设计软件中对数学模型进行整理，确定相关材料、料厚及其偏置方向等相关参数，避免存在重叠面、尖角、漏洞等现象，包括冲压方向、工艺补充面等，而后导入Dynaform分析软件中，为了得到均匀规则的分析网格，提高分析精度，要进一步检查片体是否存在负角，并对局部尖角部位进行型面光顺，导入模型后如图2。

dynaform实验报告

机电与能源实验中心实验报告实验名称冲压工艺及模具设计实验专业班级机制091 姓名学号 30906010 宁波理工

实验项目名称：基于Dynaform的圆筒形零件拉深成形模拟报告人：学号：3090601专业/班级：机制091 实验时间：2012.10.17 指导教师：一、实验目的与要求【实验目的】 1.掌握Dynaform板材成形CAE分析的基本方法。 2.掌握基于Dynaform的拉深成形方法，能进行后处理分析。【实验题目与要求】筒形件拉深，直径为学号后三位加100，深度为直径的2.5倍，凸缘宽度为半径的35%。前处理文件名为，学号_姓名拼音首字母，其它自定。如学号为3090611138的张三同学，筒形件直径为238mm，前处理文件名为：3090611138_zs.df 。模拟完成后，写模拟分析报告，两周内交班长。请班长按学号先后清理整齐，上交。要求必须写清楚下面内容： 1. 模拟条件：零件名称、厚度t=2、材料DQSK36、成形条件自行优化（成形方式，速度等）。标出零件尺寸。 2.修改成形参数，优化结果。研究有无压边力的影响，压边力大小的影响； 3. 结果： ●给出dynaform变形网格图。 ●给出变形完成（最后一帧）的成形极限图（Forming Limit Diagram）； ●给出变成完成（最后一帧）的厚度变化图（Thickness）； ●给出压边力曲线；二、实验方法、步骤、内容（样例）

1.利用三维造型软件对待分析的产品进行三维建模，如图1所示。图1三维建模 2.将模型保存为*.igs格式，导入Dyanform，并进行网格划分，如图2所示。图2划分网格模型 3.设置Dynaform的前处理模拟类型_Double action______，板材厚度__2____，工序类型__拉伸_____；零件材料_DQSK___36_____；工具运动速度_____5000_____；压边圈闭合速度____2000______；压边力___200000________； 4.启动后处理，并查看结果； a)最后一帧的成形极限图，如图3所示。图3成形极限 b)最后一帧的厚度变化图，如图4所示。图4厚度变化图 c)局部厚度列表，如所示。 5.对后处理结果进行分析总结，预测缺陷，并且提出改进和优化意见。

dynaform成型研究分析

计算机仿真技术研究报告论文(设计)题目计算机仿真技术研究报告作者所在系别材料工程系作者所在专业材料成型及控制工程作者所在班级B09811 作者姓名宋明明作者学号200940xxxxx 指导教师姓名赵军指导教师职称讲师完成时间2012 年12 月北华航天工业学院教务处制

目录一、喷雾器滤液槽成型研究?????????????? 1 二、厨房洗菜盆成型研究??????????????? 5 三、自拟件成型研究?????????????????9 四、小轴套成型研究?????????????????13 五、钣金反拉深件成型研究??????????????17 六、自拟二次拉深件成型研究?????????????22 七、冲压弯曲件成型研究???????????????26 八、液压胀形件成型研究???????????????30

一、喷雾器滤液槽成型研究 1.1零件结构分析 1.1.1建立三维模型图1为零件的三维模型图图1 1.1.2结构分析此件名为喷雾器滤液槽，底部有许多小孔，后侧壁上有两个大孔，厚度为1mm，材料为铝材，适合拉深成形。在进行dynaform划分网格时需要把这些孔进行填补修整。 1.2模具设计下图2为喷雾器滤液槽的拉深模具及压边圈（外围很大的一片即为压边圈）。压边圈很大是为了保证能够完全压住坯料，防止其起皱。划分网格后的模具如图3。图2 图3 1.3冲压工艺分析

1.3.1材料特性分析此材料为AA6009，属于铝材，主要应用在汽车车身板上。6×××系列铝板材主要含有镁和硅两种元素，故集中了4×××系列和5×××系列的优点。铝是一种轻金属，其化合物在自然界中分布极广，地壳中铝的含量约为8％（重量），仅次于氧和硅，居第三位。在金属品种中，仅次于钢铁，为第二大类金属。铝的导电性、延展性良好，应用范围十分广泛。铝及铝合金与其它一般特性，铝及铝合金其它金属材料相比，具有以下一些特点：1、密度小。铝及铝合金的密度接近2.7g/，约为铁或铜的1/3。2、强度高。铝及铝合金的强度高。经过一定程度的冷加工可强化基体强度，部分牌号的铝合金还可以通过热处理进行强化处理。3、导电导热性好。铝的导电导热性能仅次于银、铜和金。4、耐蚀性好。铝的表面易自然生产一层致密牢固的AL2O3保护膜，能很好的保护基体不受腐蚀。通过人工阳极氧化和着色，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。 5、易加工。添加一定的合金元素后，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。 1.3.2冲压工艺的拟定对于此件——喷雾器滤液槽，先对板料进行进行落料，之后拉深，之后切边，最后冲孔。在dynaform中只对拉深工艺进行模拟分析。 1.4冲压结果分析 1.4.1破坏极限分析根据dynaform后处理选取最后一帧的成形极限图2张，如上图。根据以上两张成型极限图可以看出最容易拉裂的部位为图中的红色部位，为什么会出现这种现象呢？我觉得主要是由于前后两侧的宽度远大于左右两侧，其金属流动速度明显大于快于后者，形成了前后金属流动快，左右金属流动慢的现象，由于这种快慢的差异使金属变薄，于是就在快慢的交接处（即左右两侧处）产生了拉裂的迹象。对于鼻翼尖端处部位，由于处在筒壁的传力区，可以看作只受凸模传来的

dynaform分析步骤

1. 创建一个新的零件层： l 线或者网格单元不能创建在一个空的数据库中，在定义任何几何模型数据前，用户必须首先定义零件层。 2.一旦导入或者创建了所需的几何模型之后，用户就可以通过工具定义对话框将各个部件定义成相应的工具，比如凹模、凸模、压边圈等；同时，也可以通过板坯定义对话框定义板坯。在板坯定义对话框中，用户可以一并定义板坯所对应的材料和属性（厚度）。在定义好工具和板坯之后，用户就可以对工具进行自动定位了。自动定位后，用户需要定义各个工具的运动曲线。如果需要定义拉延筋，用户可以通过工具菜单下面的拉延筋命令来进行。定义好所有的设置参数之后，用户可以在分析菜单下提交计算或者输出DYNA关键字文件。计算结束之后，用户可以打开后处理eta/Post进行分析。计算结束之后，用户可以从计算所在的目录下面导入DYNAIN文件到eta/DYNAFORM 中观察板坯的变形情况。同时也可以将DYNAIN文件应用到回弹计算或者后续的多工序成形模拟。对于需要修边的零件，用户可以通过工具菜单下面的板坯操作→修边命令来进行。修边后的板坯，用户可以通过分析菜单的导出新的DYNAIN文件输出。对于分析结果，用户可以通过后处理软件eta/POST打开计算得到的D3PLOT文件进行详细的分析。 eta/DYNAFORM依据局部坐标系来进行平移、旋转、镜像、复制以及产生点、线和节点。当选择这些功能时，程序会自动提示用户建立一个由U、V、W方向组成的局部坐标系。局部坐标系（LCS）对话框将被显示（图2.5.1）。用户可以创建一个新的局部坐标系或者通过选择GLOBAL（全局坐标），CURRENT LCS（当前坐标），LAST（最后定义的坐标），VIEW DIRECTION（视图方向）等按钮作为当前坐标系。零件层标识号（PID）。零件层的名称是一个不大于八个字符的字符串。目前，用户最多可以在一个数据文件中创建1000个不同的零件层，用户可以继续创建新的零件层，新的零件层将被作为当前零件层，显示在DISPLAY OPTIONS（显示选项）窗口中。添加数据到零件层(ADD … TO PART) 此功能允许用户将线、单元或曲面从一个零件层移到另一个零件层，用户也可以手工输入零件层的名称来创建新的零件层，如图4.4.1所示。本功能允许用户改变当前零件层。所有新创建的线、曲面以及网格单元被自动添加到当前零件层。当前零件层的名称显示在屏幕的右下角（在DISPLAY OPTIONS窗口中，也可以通过单击该区域来改变当前零件层）。弹出SELECT PART对话框，如图4.6.1所示。图4.6.1 当前零件在图4.6.1中，可以通过拾取属于零件层的一个单元、一条直线或者一张曲面来选择一个零件层，也可以通过列表中的零件层的名称来选择一个零件层。分离零件层(SEPARATE PART) 本功能允许用户快速地将有共同节点的零件层分离。一旦这些零件层被分离，每一个共同的节点将会变成几个节点，每一个零件层都分别有一个，且这些节点位于同一位置上。前处理用户可以利用此菜单来构造或修改模型，或者产生带有单元的模型，并且也可以检查、修补模型或为模型添加边界条件。子菜单如图5.1所示。 eta/DYNAFORM 中的节点和空间点是不同的概念。点是用来形成线和曲面的，而节点是用来形成单元。节点有两种：节点和自由节点。节点在单元中使用，用小圆点来表示。自由节点不被任何单元使用，用星号表示。图5.4.1所示的功能用来创建节点、改变节点的位置和删除自由节点。

模具CAE分析软件Dynaform5.6

eta/DYNAFORM采用LIVERMORE软件技术公司（LSTC）开发提供的LS-DYNA作为核心求解器。LS-DYNA作为世界上最著名的通用显式动力分析程序，能够模拟出真实世界的各种复杂问题，特别适合求解各种非线性的高速碰撞、爆炸和金属成形等非线性动力冲击问题。目前，LS-DYNA已经被应用到诸如汽车碰撞、驾驶安全、水下爆炸及钣金成形等许多领域。在板料成形过程中，一般来说模具开发周期的瓶颈往往是对模具设计的周期很难把握。然而，eta/DYNAFORM恰恰解决了这个问题，它能够对整个模具开发过程进行模拟，因此也就大大减少了模具的调试时间，降低了生产高质量覆盖件和其它冲压件的成本，并且能够有效地模拟模具成形过程中四个主要工艺过程，包括：压边、拉延、回弹和多工步成形。这些模拟让工程师能够在设计周期的早期阶段对产品设计的可行性进行分析。 eta/DYNAFORM具有良好的工具表面数据特征，因此可以较好地预测覆盖件冲压成形过程中板料的破裂、起皱、减薄、划痕、回弹，评估板料的成形性能，从而为板成形工艺及模具设计提供帮助。跨平台:eta/DYNAFORM几乎可以运行于所有的UNIX工作站平台上，包括： DEC(Alpha)、HP、IBM、SUN和SGI，同时在微机上对Windows NT及以上版本也有很好的支持。此外，eta/DYNAFORM还支持LINUX红帽子7.2及以上版本。 eta/DYNAFORM5.5版的新增功能主要包括：面向实际工艺过程的自动设置模块自动设置（AUTOSETUP）是eta/DYNAFORM5.5中增加的一个方便用户设置的全新模块。友好的用户界面、简洁的设计风格、功能全面的各个模块等都会令用户耳目一新。此模块从实际工艺过程出发，帮助用户快速、简单地设置各种类型的成形计算。可以说，自动设置模块（AUTOSETUP）是eta/DYNAFORM5.5一个突破性的改进，一方面，它既具有传统设置功能强大的优点，又具有快速设置简单易用的优点；另一方面，它克服了传统设置复杂难用、快速设置功能单一的缺点，使功能和操作达到了完美的结合。此外，用户自定义冲压方向、拼焊板成形模拟、简单的多工序模拟等新的特性也逐渐增添到了AUTO SETUP中。回弹补偿模块回弹补偿模块（SCP）是eta/DYNAFROM 5.5中新增加的一个用于零件回弹补偿计算的模块。随着汽车质量的轻型化和安全性能的提高，铝合金、高强度钢以及超高强度钢越来越多的应用，回弹问题已经越来越成为汽车工业所面临的一个重要课题。如何预测零件的回弹量大小以及有效地对模具进行回弹补偿，有限元分析软件将扮演一个重要的角色。用户可以在有限元分析软件中模拟出板料经过拉延、修边、翻边等一系列工艺过程后的回弹变形。但是如何从计算得到的回弹量中反过来修改原始模具的形状，从而使回弹后的零件更加接近初始设计零件，这就需要我们用到回弹补偿技术。传统的回弹补偿是依靠工程师的经验来不断试模得到的。随着计算机技术和有限元技术不断发展，回弹补偿可以方便地在软件中得到解决。拉延筋模块