大型薄壁网格筋壳片冲压拉伸的有限元模拟 -(3)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表时间:2007-07-03 人气:1

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图5 基于Dynaform网格筋壳片成型模拟

三、基于一步法冲压拉伸模拟——FastForm/Fastamp

采用一步法为核心算法的冲压模拟软件最为代表性的是加拿大的FASTFORM Advanced，国内华中科技大学模具技术国家重点实验室开发的一步法模拟计算软件FASTAMP应用也比较成功。下文分别采用这两种软件包对网格筋壳片模拟进行简单介绍：

4.1基于FASTFORM成型模拟

FASTFORM是成形分析中的高端产品，是最具特色的成形分析软件，是基于有限元技术的钣金冲压成形专业数值模拟软件，工业界的多次实践证明应用FASTFORM进行分析只需要几分钟。借助于多种后置处理和可视化选项，软件提供了快速和精确的解算。FASTFORM是非常好用的钣金冲压件展开与模拟分析软件，用户不需要了解有限元或具有钣金成形经验。对简单或复杂的冲压零件计算展开形状，与其它通用的展开软件的区别表现在其可以对材料高度拉伸和变形以及直接折弯等进行计算。展开计算仅需几分钟，生成的结果可用于毛坯下料、模具设计、成本估算、快速报价以及零件排料等。

FASTFORM即使是对于材料拉延非常大的零件也能非常精确预测其下料的形状。这个下料形状可以用于早期成本分析、零件排料、以及优化设计和减少模具试制等，下料形状也可以按IGES或Nastran格式输出以作为其它应用。自动网格圆滑缝接、辅助工艺补充面设计、压料圈生成和分析、自动成形条件(快速边界)、模拟焊接板料、自动计算出冲压力、主应变方位、高级回弹分析回弹几何形状可以用IGES/NASTRAN等格式输出。

FASTFORM 能够在短时间内对冲压件展开形状精确计算。简单加载所设计零件的几何模型，对其进行网格处理，设定所用材料并运行求解器。系统广泛地集成了试验数据并被证明十分精确。读取IGES 几何模型，几秒内自动进行网格划分及修补。FASTFORM 包含一个内置的，用户可自定义的通用材料数据库以便在计算中协助产生准确的结果。FASTFORM 为任意钣金零件进行板料形状展开的精确计算，包括那些带有较大材料拉伸的零件下料计算。这个板料形状可以用于早期成本分析、材料利用率排样优化甚至模具设计等。显示冲压计算后之材料厚度变化分布图。IGES 和 VDAF 曲面可以在数秒时间内自动网格划分和修补。网格修补系统也可处理导入的网格 ( NASTRAN 格式) 以达到与CAD及其它CAE程序之间的柔性接口。如下图6所示为在FastForm中模拟冲压拉伸成型过程的厚度分布、平均应变、成型区域分布与三维回弹分析模拟结果，其冲压成型吨位为232.6吨。

图6 基于Fastform的网格筋壳片成型模拟

4.2基于FASTAMP的冲压成型模拟

一步法应用于网格筋壳片的冲压拉伸成型模拟，其分析速度和计算精度足以满足工程应用，如下图应用Fastamp软件平台对1.6mm厚的该网格筋壳片进行模拟分析的结果，从模拟成型过程的应变应力分布、减薄率与厚度分布、成型极限图的模拟结果来看，该产品在产品延伸率范围内是能够满足成型要求的，其制造工艺性是合理可行的。

图7基于Fastamp网格筋壳片成型模拟

四、小结

本文通过对某大型铝合金网格筋壳片的冲压拉伸成型过程中，分别采用基于动态显式核心算法的Dynaform软件、一步法为核心算法的Fastform和Fastamp软件平台，对拉伸成型后的减薄率与厚度分布、应力应变分布与成型极限进行了有限元模拟分析计算。该模拟分析的计算结果表明，该网格筋壳片的制造工艺性是合理可行的，该计算模拟分析过程与结论对该产品的结构、工艺和模具设计起到了较好的指导作用。

原载《CAD/CAM与制造业信息化》 (

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