LS_DYNA在板料成形仿真中的应用
利用LS-DYNA进行成形仿真的输入控制参数
利用LS-DYNA进行成形仿真的输入控制参数Translated by SunnyWinterLS-DYNA已广泛用于汽车碰撞分析。
默认的输入参数一般能给出有效，精确的碰撞模拟结果。
但是，这些默认值对于成形仿真分析并不一定理想。
下面是一个标准的金属成形过程。
为及时参考，推荐输入参数用黑体字标识，并包含在盒状关键字输入框中。
模型明确要求的数据，如终止时间等参数，输入黑体的0值。
一般问题设定在显式成形仿真中，利用质量比例缩放和（或者）人为的高工具速度，运行时间可以大大缩减。
这两种方法都会引入人为的动力学影响，因此必须将其减小到在工程意义上合理的水平。
一个单独的描述人为动力影响的参数是：工具每运动1毫米所采用的显式时间步进值（或周期）数目。
当成形过程允许大的无限的板料运动，比如冲击成形，需要更多的毫米周期数。
当板料被压边圈和冲模支撑较强的约束住时，较少的毫米周期数是必要的。
对大多数的仿真来说，100到1000之间的毫米周期数能产生合理的结果。
如果可能，或者有必要重复一个仿真，可利用两个不同的毫米周期值并比较分析结果去估计其对人为动力学影响的敏感性。
推荐选择的一个最大工具速度是2.0mm/ms,起始和结束速度为0。
可以使用简单的梯形速度轮廓（如图1）。
利用大的时间缩放步参数dt2ms获得要求的毫米周期数，可参考下面的公式：时间步大小=1.0/(最大工具速度*毫米周期数)工具速度，时间步大小和结束时间必须在协调的参照系中选择。
如果所有的工具运动给定，可用下面的步骤设置模拟参数：已知：工具全部行程（mm）:D最大工具速度（mm/ms）:2.0速度轮廓： 2.0毫秒上升和2.0毫秒下降的梯形（如图1）选择：毫米周期数：ncpm计算：结束时间（ms）: T=2.0+D/2速度数据点：（0.0，0.0）（2.0，2.0）（T-2.0,2.0） (T,0.0)时间步大小（ms）: dt2ms=1/(2*ncpm)上面的运算提供速度轮廓数据点用于下面的工具运动部分。
基于LS-dyna求解器的多工步冲压成形仿真分析
金属侧板 为例对基于Ｌ ～ ｙ ａ Ｓ ｄ ｎ 的多工 步成形 的冲压仿真
分析研究 。
冲压模技术 圈
ｗ＇ｅ ｍ ｏｕ ： ｃ ｆｅｔ ￣ ｗ． ｋｌ ｎ Ｉ －
２零件成形工艺分析
进 行 冲 压 成 形 分 析 前 需 对 零 件 进 行 分 析 并 结 合 零 件
３零件成形过程分析
ｊ Ｉ
． 一 一一 — 一 Ｉ ｉ １
的零件 的壁 厚信 息显 示 。 图１ 为 零件被 映 射得 到 的应 ４
变信 息。
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一
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。
图 １ 零 件被 映射 后 的 壁厚 信 患 ３
２ １年 第 ８期 【 ０１ 总第 １３期 ）ＷＷＷ ＭＯ Ｄ Ｃ Ｔ 模 具 工 程 ７５ ２ ＵＬ — ＮＮＥ
４ 冲压成形结果映射到碰撞模拟分析中
碰 撞 分 析 中 已 经 越 来 越 意 识 到 零 件 冲 压 成 形 后 对 碰 撞 结 果 的 影 响 了 。 金 属 板 料 成 形 后 的 残 余 的应 力 、 应 变 和 壁 厚 信 息 发 生 了 变 化 。 利 用 了增 量 法 的 冲 压 成 形 分 析 后 ， 将 所 得 到 的应 力 、 应 变 和 壁 厚 信 息 作 为 初
以及 节 约 了 产 品 研 发 过 程 中 研 发 成 本 。 各 种 板 料 成 形
分析的Ｃ Ｅ Ａ 软件 的求解算法不 外乎一步法 （ｎ ｓ ｅ ）和 ｏ ｅｔｐ 增量法 （ ｎ ｒ ｍ ｎ ａ ）。其中一步法 的应用 非常广泛 Ｉｃ ｅｅ ｔ １
７２ 模 具 工 程 、ｖ Ｍ Ｌ — ＮＮ Ｔ ２ １年 第 ８期 （ ＾ ＯＵ Ｄ Ｃ Ｅ ０ １ ， 总第 １３期 ２
之 前我们 需要知 道 此零件 的展 开形状 和 尺 寸及增 加 了
基于Ls-Dyna软件2种材料模型的碳纤维复合材料层合板面内剪切有限元仿真
2020年12月第44卷第12期Vol.J4No.12Dec.202() MATERIALS FOR MECHANICAL ENGINEERINGDOI：10.11973/jxgccl202012016基于Ls-Dyna软件2种材料模型的碳纤维复合材料层合板面内剪切有限元仿真孟宪明'，钟正S程从前2,曹铁山S赵杰2,黄亚烽-吴瑶2(1.中国汽车技术研究中心有限公司，天津300300；2.大连理工大学材料科学与工程学院，大连116024)摘要：通过准静态单轴拉伸试验和面内剪切试验获取力学性能参数，采用Ls-Dyna软件中的纤维增强复合材料渐进损伤模型和复合材料层合板连续损伤模型模拟碳纤维复合材料层合板在面内剪切载荷作用下的力学响应和破坏模式，对比了2种模型的适用性。
结果表明：在面内剪切过程中的初始线弹性阶段,2种模型都能较好地模拟出碳纤维复合材料层合板的力学特性。
随着载荷的持续增大，渐进损伤模型的载荷-位移仿真曲线依旧呈线性上升，到达载荷峰值后迅速下降，与试验曲线存在很大偏差；连续损伤模型由于引入了损伤参数，当材料出现损伤后.其载荷-位移仿真曲线呈非线性，与试验曲线吻合良好。
关键词：碳纤维复合材料；连续损伤模型；渐进损伤模型；损伤参数中图分类号：TB332文献标志码：A文章编号：1000-3738(2020)12-0085-06Finite Element Simulation of In-plane Shear of Carbon Fiber ReinforcedPlastic Laminates with Two Material Models of LS-DYNA SoftwareMENG Xianming1.ZHONG Zheng2.CHENG Congqian2,CAO Tieshan2.ZHAO Jie2,HUANG Yafeng*,WU Yao2(1.China Automotive Technology&Research Center Co.,Ltd.,Tianjin300300,China；2.School of Materials Science and Engineering,Dalian University of Technology»Dalian116024,China)Abstract:The progressive failure model of fiber reinforced plastics and the continuous damage model of composite laminate of the Ls-Dyna software were applied to simulate the mechanical response and damage modes of carbon fiber reinforced plastic laminates under in-plane shear loads,with the mechanical parameters obtained by quasi-static uniaxial tensile and in-plane shear tests.The applicability of the two models was compared.The results show that in the initial linear elastic stage during in-plane shearing,the two models could simulate the mechanical characteristics of the carbon fiber r&nforced plastic laminates.As the load continued to increase,the loaddisplacement simulation curve obtained by the progressive failure model still rose linearly,and dropped rapidly after reaching the load peak；the simulation curve had a large deviation from the test curve.When the material was damaged,because of the introduction of damage parameters,the load-displacement simulation curve obtained by the continuous damage model was nonlinear,which was in good agreement with the test curve.Key words:carbon fiber reinforced plastic；continuous damage model；progressive failure model；damage parameter收稿日期：2020-08-05；修订日期：2020-11-27基金项目：国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项项目（2O16YFBO1O16O2）作者简介:孟宪明（1980—）,男，山东济南人，高级工程师•博士通信作者:赵杰教授0引言碳纤维复合材料（CFRP）作为一种比强度高、比刚度高、耐腐蚀性能较强的轻量化材料，广泛应用于汽车、航空航天、军工武器、高速动车等方面口切。
ANSYS中Ls-dyna应用指导
第一章引言ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结合起来。
用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。
使用本程序，可以用ANSYS建立模型，用LS-DYNA做显式求解，然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。
也可以在ANSYS 和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式－显式/显式－隐式分析，如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。
1.1 显式动态分析求解步骤概述显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似，主要由三个步骤组成：1：建立模型（用PREP7前处理器）2：加载并求解（用SOLUTION处理器）3：查看结果（用POST1和POST26后处理器）本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。
没有详细论述上面的三个步骤。
如果熟悉ANSYS程序，已经知道怎样执行这些步骤，那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。
如果从未用过ANSYS,就需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程：·ANSYS Basic Analysis Guide·ANSYS Modeling and Meshing Guide使用ANSYS/LS-DYNA时，我们建议用户使用程序提供的缺省设置。
多数情况下，这些设置适合于所要求解的问题。
1.2 显式动态分析采用的命令在显式动态分析中，可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执行求解。
同样，也可以采用ANSYS图形用户界面（GUI）中类似的选项来建模和求解。
然而，在显式动态分析中有一些独特的命令，如下：EDADAPT ：激活自适应网格EDASMP ：创建部件集合EDBOUND ：定义一个滑移或循环对称界面EDBVIS ：指定体积粘性系数EDBX ：创建接触定义中使用的箱形体EDCADAPT ：指定自适应网格控制EDCGEN ：指定接触参数EDCLIST ：列出接触实体定义EDCMORE ：为给定的接触指定附加接触参数EDCNSTR ：定义各种约束EDCONTACT ：指定接触面控制EDCPU ：指定CPU时间限制EDCRB ：合并两个刚体EDCSC ：定义是否使用子循环EDCTS ：定义质量缩放因子EDCURVE ：定义数据曲线EDDAMP ：定义系统阻尼EDDC ：删除或杀死/重激活接触实体定义EDDRELAX ：进行有预载荷几何模型的初始化或显式分析的动力松弛 EDDUMP ：指定重启动文件的输出频率（d3dump）EDENERGY ：定义能耗控制EDFPLOT ：指定载荷标记绘图EDHGLS ：定义沙漏系数EDHIST ：定义时间历程输出EDHTIME ：定义时间历程输出间隔EDINT ：定义输出积分点的数目EDIS ：定义完全重启动分析的应力初始化EDIPART ：定义刚体惯性EDLCS ：定义局部坐标系EDLOAD ：定义载荷EDMP ：定义材料特性EDNB ：定义无反射边界EDNDTSD ：清除噪声数据提供数据的图形化表示EDNROT ：应用旋转坐标节点约束EDOPT ：定义输出类型，ANSYS或LS-DYNAEDOUT ：定义LS-DYNA ASCII输出文件EDPART ：创建，更新，列出部件EDPC ：选择、显示接触实体EDPL ：绘制时间载荷曲线EDPVEL ：在部件或部件集合上施加初始速度EDRC ：指定刚体/变形体转换开关控制EDRD ：刚体和变形体之间的相互转换EDREAD ：把LS-DYNA的ASCII输出文件读入到POST26的变量中 EDRI ：为变形体转换成刚体时产生的刚体定义惯性特性 EDRST ：定义输出RST文件的时间间隔EDSHELL ：定义壳单元的计算控制EDSOLV ：把“显式动态分析”作为下一个状态主题EDSP ：定义接触实体的小穿透检查EDSTART ：定义分析状态（新分析或是重启动分析）EDTERM ：定义中断标准EDTP ：按照时间步长大小绘制单元EDVEL ：给节点或节点组元施加初始速度EDWELD ：定义无质量焊点或一般焊点EDWRITE ：将显式动态输入写成LS-DYNA输入文件PARTSEL ：选择部件集合RIMPORT ：把一个显式分析得到的初始应力输入到ANSYSREXPORT ：把一个隐式分析得到的位移输出到ANSYS/LS-DYNAUPGEOM ：相加以前分析得到的位移，更新几何模型为变形构型关于ANSYS命令按字母顺序排列的详细资料(包括每条命令的特定路径)，请参阅《ANSYS Commands Reference》。
CAE-ANSYS LS-DYNA功能特点
（通过SW1～SW4开关实现）
功能特点
LS-DYNA流体分析功能
• 层流与紊流 • 有粘与无粘 • 单物质流 • 多物质流 • 流体/结构/热耦合
• 浇铸，水下爆炸 • 气泡分析，液体晃动 • 射流分析，冲击气流
ANSYS/LS-DYNA 功能特点
摘要
• ANSYS/LS-DYNA 发展概况 • ANSYS/LS-DYNA 特点 • ANSYS/LS-DYNA 应用
发展概况
ANSYS/LS-DYNA发展概况
1976-1986, 美国 劳伦斯•利沃莫尔国家实验室（ LLNL）, J.O.Hallquist 博士主导开发DYNA3D。
爆炸螺栓的预应力（隐） 、爆炸分离过程（显）
Welcome to ANSYS
航空航天 瞬态动力冲击 分离过程模拟 声振耦合 鸟撞 叶片包容
石油
液体晃动 完井射孔
军工
事故分析
管道抗冲击设计
输油管道冲击
碰撞分析
爆炸熔割（射流）
冲击、爆炸、点火 海上平台设计
空间废墟碰撞
气弹颤振
内弹道、终点弹道 装甲与反装甲 弹头的动能及化学能 武器设计 爆炸或震动波的传播 侵彻 空中、油中和水下爆炸 核废物装运
• single_edge • single_surface • sliding_only • sliding_only_penalty • tiebreak_nodes_to_surface • tiebreak_surface_to_surface • tied_nodes_to_surface • tied_nodes_to_usrface_offset • tied_shell_edge_to_surface • tied_shell_edge_to_surface_offset • tied_surface_to_surface • tied_surface_to_surface_offset • contact_interior • contact_1d • 2d_sliding_only • 2d_tied_sliding • 2d_sliding_voids • 2d_penalty_friction • 2d_penalty • 2d_single_surface • 2d_automatic
应用LS-DYNA进行薄板成形仿真
成形极限图
成形极限图
如何制作FLD
通常的获得的方法： 大量实验 DYNAFORM的FLD图取自经验公式：
n (233 359 t ) 0.21 n If 01 . " t 0.21" , FLD0 (20 525 t 1250 t 2 ) 0.21 n If t 0.21, FLD0 20 0.21 If t 01 . ", FLD0
拉延筋阻力F= Ffriction +Fbending
薄板成形仿真的准备工作 -----拉延筋单位长度的阻力 如何确定两条曲线？ 1. DBFP？ 2. 建立自己的数据库 试验装置 不同形式的拉延筋
如何拟和试验与仿真的结果
薄板成形仿真的准备工作 -------压机参数
压机的类型，模具结构 压边力 or 压边间隙 行程曲，是消 除简单工件回弹的常用方法。
回弹示意图
回弹的计算
LS-NIKE求解：输入文件 nikin; LS940以前
LS-DYNA隐式求解器：与拉延同在一个 文件中（seamless switch solving ） 回弹量：任意节点在拉延构形和回弹构形中的 位移。Resultant displacement plot. 回弹方向：由原构形指向新构形.displacement vector plot.
与模拟结果拟和
薄板成形仿真的准备工作 -----拉延筋单位长度的阻力 *contact_drawbead
LCIDRF:确定板料在拉延筋弯曲展直变 形的阻力,Fbending=B(δ)
LCIDNF:确定板料在下压过程中的法向 力,Fnormal=N (δ),据此确定摩擦力,
Ffriction =μ Fnormal
dynaform回弹分析教程
*CONTROL_IMPLICIT_STABILIZATION
可以通过scale参数控制不同回弹步回弹量的大小， 如零件刚度较大，scale取较大值（如1.0）；如零 件刚度较小，scale取较小值（如0.1, 0.01或 0.001）。 较小的scale使分析的前几步有较多回 弹，若前几步计算收敛困难将scale放大，若前几步 收敛容易而最后一步收敛困难，减小scale值。
• 方法2: dynain法
– 成形分析完成后输出dynain文件，用dynain文件进行回弹分析
无缝转换法(Seamless Method)
• 先用显式方法进行成形仿真，当成形完成后，求解器 自动地转为隐式方法继续进行回弹分析 • 进行回弹分析时，只有板料保留，其它模具都不起作 用。模具与板料间的摩擦也不起作用 • 在板料上预先定义节点的约束，以消除模具移去后板 料的刚性位移
• 在成形阶段为了得到精确的结果需要很密的网格 (*control_adaptive)，这样在成形结束时会产生大量的 单元。使回弹分析所需的内存和CPU时间大大增加， 同时也增加了平衡迭代不收敛的可能性。 • 在回弹分析之前进行网格粗化可以有效解决这一矛 盾：
– 网格粗化对回弹结果的影响很小 – 提高收敛性 – 减少所需的内存与CPU时间
应该谨慎使用mass scaling，并注意成形速度 不要太高，以尽可能减少动态惯性效应！
回弹分析方法
• 成形分析采用显式(explicit)方法，而回弹分析采用隐式 (implicit)方法 • 方法1: 无缝转换法(Seamless Method)
– 成形分析完成后，自动转换为隐式方法进行回弹分析
多步回弹
• 对于回弹量较大的复杂问题，前面介绍的单步回弹分 析法往往不能收敛。 • 可以让零件分几步完成回弹，在每一步中完成部分回 弹，当计算完成时所有的回弹都完成。 • 一般多步回弹可分4步进行，如果时间步长 dt0=0.001(*control_implicit_general)，分析终止时间 即为term=0.004(*control_termination) • 多步回弹分析需要启动*control_implicit_stabilization (详见下页）
哈工大研究生板材成型性能实验报告
Harbin Institute of Technology实践环节实验报告课程名称：金属板材成型性能测试与评价院系：材料科学与工程学院学生：孙巍学号：哈尔滨工业大学实践环节-杯突实验报告一、实验目的1、学习确定板材胀形性能的实验方法；2、了解金属薄板试验机的构造及操作。
二、实验内容将板材用模具压好，冲头以一定的速度冲压板材，直至板材出现裂缝为止三、实验原理板材的冲压性能是指板材对各种冲压加工方法的适应能力。
目前，有关板材冲压性能的试验方法，概括起来可分为直接试验和间接试验两类。
而直接试验法又包括实物冲压试验和模拟试验两种。
模拟试验，即把生产实际存在的冲压成形方法进行归纳与简化处理，消除许多过于复杂的因素，利用轴对称的简化了的成形方法，在保证实验中板材的变形性质与应力状态都与实际冲压成形相同的条件下进行的冲压性能的评定工作。
为了保证模拟试验结果的可靠性与通用性，规定了十分具体的关于实验用工具的几何形状与尺寸、毛坯的尺寸、实验条件。
杯突实验是目前应用较多，而且具有普遍意义的模拟试验方法之一。
杯突实验时，借助杯金属薄板试验机进行。
用一规定的球状冲头向夹紧于规定球形凹模内的试样施加压力，直至试样产生微细裂纹为止，此时冲头的压入深度称为材料的杯突深度值。
板材的杯突深度值反映板材对胀形的适应性，可作为衡量板材胀形、曲面零件拉深的冲压性能指标。
四、实验设备及用具试验机一台、杯突实验模具、游标卡尺、深度尺等。
五、实验步骤1、先了解金属薄板试验机的结构、原理和操作方法，了解各按钮的作用；2、装好模具；3、把试样清洗干净，在试样与冲头接触的一面和冲头球面上涂上润滑油，把试样放在下模上。
4、将下模向上提起，压好试样。
按下压边按钮，设定压边力。
5、按中心活塞上行按钮，注意观察试样。
当试样圆顶附近出现有能够透光的裂缝时，迅速停止。
6、将下模向下移动，然后将冲头向下移动，取出试件。
7、实验完毕后，将模具拆下。
实践环节-拉深实验报告一、实验目的1、了解拉深过程中拉深系数(或毛坯直径)、润滑、压边圈、凸凹模间隙、拉深高度等因素对拉深件质量的影响。
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板料成形一般选择壳单元， 壳单元的公式由 LＳＥＣＴＩＯＮ＿ＳＨＥＬＬ 中 的 参 数 ＥＬＦＯＲＭ［２］控 制 ， 缺 省 是 ２ 号单元公式， 如果要考虑冲压成形后的回弹分 析， 建议使用 １６ 号单元公式。此例中， 因为不需要回 弹分析， 所以选择 ２ 号单元公式， 且厚度方向 ５ 个积 分点。 ２．４ 沙漏控制
度 、位 移 等 信 息 ； HＥＬＯＵ Ｔ： 模型中定义的关键单元受力信息； HＧＬＳＴＡＴ： 整 个 模 型 的 动 能 、内 能 、沙 漏 能 等 变
化； HＤＥＦＯＲＣ： 弹簧单元受力；
３ Ａ 动能 Ｃ 总能量
２．５ Ｂ 内能 Ｄ 沙漏能
２
１．５
１
０．５
０ ０ １００ ２００ ３００ ４００ ５００ ６００ 时间 图 ３ 能量图
分析分为前处理、求解和后处理； 前处理设置单元属性、构建模型、划分网格、定义接触、初始条件、载荷及约
束、求解时间和输出文件等。再用 ＬＳ－ ＰＲＥＰＯＳＴ 查看结果， 动画模拟过程， 得出能量、应力等变化曲线。并以
板料的半球件成形为例进行了分析和验证。
关键词： 计算机应用； ＬＳ－ ＤＹＮＡ； 仿真； 冲压； 有限元分析
HＭＡＴＳＵＭ： 模 型 中 每 个 单 独 的 ｐａｒｔ 动 能 、内 能 等能量变化；
HＪＮＴＦＯＲＣ： 运动副受力变化； HＲＣＦＯＲＣ： 接触面的受力信息。 将 基 于 ｌｓｐｒｅｐｏｓｔ［４］软 件 平 台 对 板 料 冲 压 进 行 后 处理。图 １ 为 ７Ｅ－ ４ｓ 时刻的等效应力图。从图中可以 看出， 最大应力值出现在凹模圆角部位， 最大值为 １９．７ＭＰａ。并且从图 １ 中还可以看出边缘部位有明显 的起皱现象， 后来通过增加压边力到 ２０００Ｎ， 消除了 起皱。 图 ２ 是计算过程中网格自适应的过程。
２ 板料成形的有限元分析 ２．１ 问题描述及单元划分
一 个 厚 度 为 １ｍｍ， 半 径 为 ８０ｍｍ 的 各 向 同 性 圆 盘坯料被冲压成半径为 ５０ｍｍ 的半球壳体。冲压成 形过程中， 采用自适应法细化网格来提高求解精度。 本例中， 凸、凹模和 压 边 圈 采 用 刚 体 模 型 ， 板 料 采 用
２．西南技术工程研究所， 重庆 ４０００３９）
摘要： 根据回转体零件的精密成形设计特点， 对设计过程中的知识进行了分类， 并对各种知识模块提出
了具体的表示方法， 最后通过具体事例应用验证了知识表示的有效性。从而可以大大提高精密成形工艺和
模具设计的效率， 实现知识的重用和共享。
关键词： 计算机应用； 知识表示； 精密成形； 回转体零件； 智能设计
设备
值优化等问题的计算机集成系统。利用基于知识的 智能设计方法， 可以实现跨领域专家的经验和知识 共享， 使设计更加富有创造性和预见性。而且领域知 识在整个产品生命周期内的一致性保证了产品开发 的成功率， 大大节省了回转体零件工艺设计和模具 设计的周期。从而实现整个“设计－ 分析－ 优化－ 再设 计 ”过 程 的 数 字 化 、智 能 化 和 系 统 化 。
ＣＯＭＰ ＵＴＥＲ ＡＰ Ｐ ＬＩＣＡＴＩＯＮ 计算机应用
文章编号： １６７２－ ０１２１（ ２００７） ０１－ ００７７－ ０２
LS-DYNA在板料成形仿真中的应用
刘二勇， 董湘怀 （ 上海交通大学 塑性成形工程系， 上海 ２０００３０）
摘要： 讨论了 ＬＳ－ ＤＹＮＡ 自适应方法在板料成形分析中的一般过程； 基于 ＬＳ－ ＤＹＮＡ 的板料成形有限元
图 １ 等效应力图
（ ａ） 最初网格
（ ｂ） １２０Ｅ－ ６ｓ 网格
（ ｃ） ７００Ｅ－ ６ｓ 网格
图 ２ 网络自适应
从图 ２ 看出， 初试使用较粗的网格（ 图 ２ａ） 。 当
冲压过程中， 在 １２０Ｅ－ ６ｓ 时刻， 首先对板料内部曲率
变化较大的区域进行自适应细分（ 图 ２ｂ） 。当 ７００Ｅ－
６ｓ 时刻时， 全部单元都被细分（ 图 ２ｃ） 。
在冲压过程中， 要尽量控制和减少沙漏能。一般 来说沙漏能超过总体内能的 １０％［３］则 分 析 就 是 无 效 的， 当然它的值越小越好， 控制沙漏的方法有： ①通 过调整模型的体积粘度来减少沙漏。关键字是 LＣＯＮＴＲＯＬ－ ＢＵＬＫ＿ＶＩＳＣＯＳＩＴＹ。②通过总体附加刚 度 或 粘 性 阻 尼 来 控 制 ， 关 键 字 是 LＣＯＮＴＲＯＬ ＿ＨＯＵＲＧＬＡＳＳ。③为防止模型的总体刚度因附加刚 度而增加过大时， 可不用总体设置附件刚度或粘度， 而 是 通 过 LＨＯＵＲＧＬＡＳＳ 来 对 沙 漏 能 过 大 的 ＰＡＲＴ 进行沙漏控制， 参数与总体设置一样。④使用 １６ 号 全积分单元来避免沙漏。 ２．５ 材料模式的选择
收稿日期： ２００６－ １１－ ２２ 作者简介： 刘二勇（ １９７６－ ） ， 男， 硕士生， 主攻材料塑性加工工程
弹塑性材料模型。以 ２．５ｍｍ 为网格基准尺寸划分单 元， 其中共有单元 １６４４ 左右。 ２．２ 载荷的确定
实际的板料冲压成形过程中， 模具的移动速度 很缓慢， 但在模拟过程中， 为了加快计算的速度， 需 要增加模具移动速度， 同时使用质量缩放的方式来 降低求解的时间。此例， 整个成形过程 １ｍｓ， 模具速 度 ５０ｍ ／ｓ， 同时定义以零速度开始和零速度结束的 正弦速度行程曲线。 ２．３ 单元公式的选择
中图分类号： ＴＧ３１６．８
文献标识码： Ａ
１ 引言 回转体零件智能化精密成形设计系统是一种基
于知识的智能设计程序， 是能够利用知识库和推理 机制解决回转体零件成形工艺设计、模具设计和数
收稿日期： ２００６－ １１－ １２ 作者 简 介 ： 金 伟 民 （ １９８０－ ） ， 男 ， 硕 士 生 ， 主 攻 模 具 ＣＡＤ ／ＣＡＥ 及 锻 压
通 过 设 置 板 料 （ ｂｌａｎｋ） 的 关 键 字 HＰＡＲＴ 中 的 参 数 ＡＤＰＯＰＴ 来激活自适应网格功能 ， 而 自 适 应 网 格 细 分 的 参 数 选 择 是 使 用 关 键 字 HＣＯＮＴＲＯＬ＿ ＡＤＡＰＴＩＶＥ 来控制的。ＬＳ－ ＤＹＮＡ 中是人为选择自适 应 准 则 、时 间 间 隔 和 网 格 剖 分 级 别 等 参 数 。 本 例 中 ， 模具每运动 ０．５ｍｍ 进行一次自适应评估， 如果相 邻 单 元 相 互 角 度 改 变 量 大 于 ２°， 则 进 行 细 分 ， 最 大 细 化级别 ２ 级（ 即一个单元最多分成 ４ 个单元） 。
图 ３ 为冲压过程的能量变化图： 从图中可以看
出， 沙漏能几乎没有出现， 说明模型的精确度很高。
３ 计算结果分析 ＬＳ－ ＤＹＮＡ 的结果文件主要包括以下内容［２］： HＤ３ＰＬＯＴ： 二进制动画文件， 可以浏览整个碰撞
过程； HＲＷＦＯＲＣ： 刚性墙受力； HＮＯＤＯＵ Ｔ： 模型中定义的关键点的速度、加速
智能化设计系统的基础是知识， 而关键的任务
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
４ 结论 有限元分析已在板料冲压中起着越来越重要的
作用。使用 ＬＳ－ ＤＹＮＡ 软件在设计初期对产品的有 效性进行验证， 及时发现问题， 这为设计工程师提供 了更大的创造空间， 使设计质量大幅度提高。
用［Ｊ］．沈阳大学学报， ２００５， １８（ ４） ：１０－ １２． ［４］ ＬＳＴＣ 公司．ＬＳ－ ＰＲＥ ／ＰＯＳＴ ｖ１．０［Ｍ］．２００２：８．
Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｓｈｅｅｔ Ｆｏｒ ｍｉｎｇ ｂｙ ＬＳ－ ＤＹＮＡ
ＬＩＵ Ｅｒｙｏｎｇ， ＤＯＮＧ Ｘｉａｎｇｈｕａｉ （ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００３０， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ：Ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｓｈｅｅｔ Ｆｏｒｍｉｎｇ ｂｙ ＬＳ－ ＤＹＮＡ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ｉｎｔｏ ｐｒｅ－ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， ｓｏｌｕ－ ｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｓｔ－ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｅｌｅｍｅｎｔ ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ， ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｍｏｄｅｌ， ｍｅｓｈｉｎｇ， ｄｅｆｉｎｉｎｇ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｄ ｉｎｉｔｉａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｌｏａｄ－ ｉｎｇｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ， ｓｐｅｃｉｆｙｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｏｕｔｐｕｔｔｉｎｇ ｔｈｅ ｅｘｅｃｕｔｉｎｇ ｆｉｌБайду номын сангаас ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｍａｄｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅ－ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ． Ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ， ｖｅｌｏｃｉｔｙ， ｒｅｓｕｌｔａｎｔ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｓｔｒａｉｎ ａｌｏｎｇ ｔｉｍｅ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｖｉｅ ｌｏｏｋｉｎｇ ｏｖｅｒ ｗｉｔｈ ＬＳ－ ＰＲＥＰＯＳＴ ｗｉｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅｍｉ－ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｓｈｅｅｔ ｆｏｒｍｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ：ＬＳ－ ＤＹＮＡf Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎg Ｓｔａｍｐｉｎｇg Ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ