模具CAE上机实践教案一、冲压模具CAE技术1.板料冲压成型金属板料冲压成型过程是一个大挠度、大变形的塑性变形过程,也是一个复杂的多体接触的力学分析问题,涉及金属板料在拉延和弯曲的复杂应力状态下的塑性流动和塑性强化,极易产生回弹、起皱和破裂等成型缺陷。凭经验很难预先估计,模具设计的正确性很难评价,如果在模具加工以后暴露出这些问题,将给模具调试增加难度,导致模具报废。2.冲压模具CAE应用模具CAE软件分析冲压件产品的成型过程,如Dynaform,Autoform等。及早地发现金属板料在拉延和弯曲时所产生的回弹、起皱和破裂等问题。从而改进模具设计,缩短模具调试周期,降低制模成本。板料成型分析对冲压生产提供有力的技术支持:(1)在设计工作的早期阶段,评价成型及其模具设计、工艺设计的???行性;(2)在试冲试模阶段,进行故障分析和解决实际发生的问题;(3)在批量生产阶段,用于零件的缺陷分析、改善钣金件的生产质量,调整材料选择,降低成本。目前,冲压模具CAE软件在国内外的工业企业已经得到较为广泛的应用,尤以汽车制造企业应用最广,主要用于汽车覆盖件的产品设计和模具开发,国外的如美国通用、福特,德国的大众、奔驰,日本的丰田、日产等,国内的如一汽,上汽,上海大众,上海通用,天津一汽,天津丰田,北京现代,东风,广汽,奇瑞,华晨金杯等国有或合资的汽车企业,民营的如比亚迪,吉利等。还有汽车模具企业应用也很广泛,如一汽模具,天津?aid="sogousnap0_16">模具,东风模具,成飞模具等。因此,可以说冲压模具CAE技术在汽车制造企业具有举足轻重的地位。材料许用延伸率除此之外,通过模具CAE??件分析,还能得知汽车覆盖件拉延过程中板料的流入情况,对于汽车覆盖件外板件,还能分析其成型的主副应变,滑移线,冲击线等。这是汽车前上横梁外板的分析动画,从分析过程可以看出,压边圈闭合,拉延筋成型,拉延到底后,出现褶皱。二、冲压工艺简介我们都知道汽车覆盖件是通过冲压加工制造的,在制造过程中一般要经过落料、拉延、修边冲孔、翻边整形等多道工序,特殊情况下还要有翻口、敦粗、卷圆、压合、较平等工序。三、Dynaform软件应用1.Dynaform软件简介Dynaform软件是美国ETA公司和LSTC公司联合开发的用于板料成形数值模拟的专用软件,是当今流行的板料成形与模具设计的CAE工具(瑞士Autoform,法国Pam-stamp,日本Jstamp,华中fastamp,???大金网格KMAS,北航Sheetform,湖大CADEM)之一。在其前处理器(Preprocessor)上可以完成产品仿真模型的生成和输入文件的准备工作。求解器(LS-DYNA)采用的是通用显式动力为主、隐式为辅的有限元分析程序,能够真实模拟板料成形中各种复杂问题。后处理器(Post-processor)通过CAD技术生成形象的图形输出,可直观地动态显示各种分析结果。Dynaform能够分析板料成形过程中的不同工序,如预压边力、拉延、整形、弯曲、翻边和切边等,通过用户已定义好的成形工艺及模具形状来预测减薄拉裂、起皱和回弹等成形状态,对成形力、压边力、拉延筋和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。2.Dynaform分析流程应用Dynaform软件分析板料成形过程主要包括三个基本部分:(1)建立计算模型;可以直接在Dynaform的前处理器中建立模型或在CAD???件(如UG、CATIA、Pro/E等)中根据成形方案,建立板料、凸模和凹模的型面模型以及压边圈等模具零件的面模型,然后存为IGES、STL或DXF等文件格式,将上述模型数据导入Dynaform系统。(2)网格划分,对板料、凸模、凹模、压边圈进行网格划分,检查并修正网格缺陷(包括单元法矢量、网格边界、负角、重叠结点和单元等)。(3)定义板料、凸模、凹模和压边圈的属性,以及相应的工艺参数(包括接触类型、摩擦系数、运动速度和压边力曲线等)。(4)调整板料、凸模、凹模和压边圈之间的相互位置,观察凸模和凹模之间的相对运动,以确保模具动作的正确性。(5)设置好分析计算参数,然后启动LS-DYNA求解。(6)将求解结果读入Dynaform后处理器中,以云图、等值线和动画等形式显示数值模拟结果。(7)分析模拟结果,通过反映的变化规律找到??题的所在。重新定义工具的形状、运动曲线,以及进一步设置毛坯尺寸,变化压边力的大小,调整工具移动速度和位移等,重新运算直至得到满意的结果。CAD造型UG、CATIA、PRO/EDYNAFORM有限元分析软件建立计算模型,求解分析计算结果模具设计修改产品或模具造型的CAD数模合理修改工艺参数后处理满意前处理数据转换(IGES等)软件名称开发单位国家备注ABAQUSH.K.S美国在BMW得到应用LS-