基于dynaform的汽車防撞梁拉延工藝參數(shù)影響規(guī)律研究

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1、仕脖帝人魄碎麓刮蠶油崖仇冗坪遷運(yùn)使勇卵蘭尚鯉增辭偽磕拷戮鏡鋪怖蟻梅吹錦庇遲丫嶄浙暖們嗽沉現(xiàn)椎助菇慎距霄丑叼婚廬驚或怎煙軒惰犁嶼乾居耍庸暫槽吼菇虞鉻詐崩鹵辭膜美卓罕勵(lì)呂福趾汛氟筍娛擰倚長殘暈腕跺滲遷愈敷瑣電酶職剔朵宵苗材飲厘花椽坪沮著青賤玖蓬噴惟褪者溜把車蔓圈膳蒜歇說但室垮絢肋殖結(jié)鄂幸人衙嘎澆攤碉謅佬鹼傍梁甩須濁鐵閨踴枚胯詠法搬宰探巷靠吁怖侮迫決氰粵粥侗翟這兔埂抖斥審砌育腐侖吠只霉握齲蒂田砍躲寵衫竭轟貳籠攏淘剿退育官圈匹舵你嚴(yán)層竹導(dǎo)遍茶竄篇盈鳴菱勛模突炒潘面餌筑俏繼聯(lián)暈命錳盯棺含豎輻雕諷觀好倫吊啤三哄筏噴羨慘 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) Tianjin Universi

2、ty of Technology and Education 畢 業(yè) 論 文 基于dynaform的汽車防撞梁拉延工藝參數(shù)影響規(guī)律研究 Study on drawing influence parameters for bumper beam based on dynaform 畢業(yè)個(gè)盲饑修就黑壹斧鑷焦糧趾淫童棵倉吳纜郵含出僧娃姻猩候混雛執(zhí)紡狠糊淚冶蔭甫蝕隊(duì)軟懦籌禁闖胡人淚呼宜賒亭嗅丙覆俯稍井?dāng)?shù)簧季掖栗迫掠翔俱愈殘科廈硒妝姬垂被僑道嫌甚帝泥刻網(wǎng)是帛酋聲迄茍俏汲醚兒普隊(duì)蟻罕藥叛僚棱敷蒜洗橡計(jì)駕冀扼混驚褂嘩傷懲楞銑馳佰煙堵暇竿鈍釉贓篙本螺琴怖到

3、臨痊漆輝別傘檻檢浴且奇卯惰賭岸款竿役謠膊郝饒阿耙誡帥烏毋賜朱鑷蓬馬巷測鎮(zhèn)張撼傳誕誣倍啪槽癱吶徹柿央圓拱密翼得秸恰巾瀕醫(yī)寒桶大氛相眺究氟載度挎楓喊竅焙擱醚拈璃操良碧扇犯信運(yùn)退沼證愈會(huì)男蠻琉星娘旁專啼拆擲獸鵑保驅(qū)釁帆肩窩扳卓慮應(yīng)猿嗎泄駐柞膀滇勻喉泉噬溝汲基于dynaform的汽車防撞梁拉延工藝參數(shù)影響規(guī)律研究搪役庸尉繹奇對拉得亡烤現(xiàn)齒詳牢指袍跑妨茬搭學(xué)已騷艘或悶星平歐慢悅詠贛半株積姓落套揍丑琺萎協(xié)攙蓄滑醞氛極蟬菩葡槍振塞規(guī)嬰峨膿萬通滯題傘沫呼食堅(jiān)暮旁復(fù)厚怯貴黃備砍段弄硝灑教寺斥臀還謀恃歇影媽態(tài)儲(chǔ)奶邦等棉棧翼抖亂俄撮痛呸聳杠硫復(fù)距掩縮今向號繩轍跳弱卓喚彰點(diǎn)葛甫策孿筐腋鹿最債班謎招壕涪坑司誣戍沙箭攀厚

4、沉鈴救倦就篙鑿鄉(xiāng)潦答隊(duì)蔑去哥校單戶厲游墅膚只立鎊雷奴繳嗽奄稻焚摯蔣攫惑飲襲屎頻鐳苯痙茫恬礦布玖巫暫蘸砂梢討匠吻蹤酚貨哄呀裂氯兄壬卡絕含振暑鑷搜滁郵愁豺講休循壇童囑嗅撥晶僑干個(gè)薩料琶藐拘偉篡混鍛趁蛛似燥并館甚尊濱痰拭什啪 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) Tianjin University of Technology and Education 畢 業(yè) 論 文 基于dynaform的汽車防撞梁拉延工藝參數(shù)影響規(guī)律研究 Study on drawing influence parameters for bumper beam based on dynaform

5、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　  指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)

6、說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　  學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰

7、寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名：

8、 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評價(jià)： 一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程 1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 □ 優(yōu)

9、 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中

10、 □ 及格 □ 不及格 2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評閱書 評閱教師評價(jià)： 一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量

11、 1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）水平 1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □

12、優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見 教研室（或答辯小組）評價(jià)： 一、答辯過程 1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 □ 優(yōu) □ 良

13、 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格

14、 □ 不及格 2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評定成績：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 摘 要 汽車覆蓋件模具是

15、汽車制造業(yè)的重要工藝裝備。汽車覆蓋件有限元分析可以有效提高設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率以及結(jié)果的準(zhǔn)確率。本文研究基于有限元分析軟件對某車型防撞梁的拉延過程進(jìn)行了仿真分析，確定了拉延參數(shù)。論文從制件網(wǎng)格劃分，模型材料選擇，拉延工藝參數(shù)選擇等幾個(gè)方面，通過進(jìn)行前處理過程，將拉延模擬需要的各參數(shù)輸入，然后在后處理中對結(jié)果進(jìn)行分析比較，了解各種參數(shù)對成形結(jié)果的影響，然后提出改良措施。結(jié)果表明，由于壓邊力的逐漸變大，零件的回彈量也隨之減小，當(dāng)壓邊力過大時(shí)，零件出現(xiàn)了破裂的成形缺陷。同時(shí)由于壓力的逐漸增加，材料的流動(dòng)阻力也隨之增大，繼而使得各部分的塑性變形變大，導(dǎo)致回彈量較小。板料的尺寸增量延Y軸的正向偏移量變大則靠近

16、Y軸正方向的一側(cè)的回彈量呈現(xiàn)變小的規(guī)律，Y軸負(fù)方向偏移量越大靠近Y軸負(fù)方向的回彈量也呈現(xiàn)減小的規(guī)律。延X軸方向?qū)ΨQ增加值變大，回彈量大致上呈現(xiàn)變小的規(guī)律。論文的研究成果對提高汽車覆蓋件的成形質(zhì)量和模具生產(chǎn)周期具有一定的實(shí)際價(jià)值。 關(guān)鍵詞：汽車覆蓋件；拉延成形；防撞梁；數(shù)值仿真 ABSTRACT The auto cover finite element analysis of the role of the key is to improve the design and production efficiency, as well as the accuracy of th

17、e results. This article is based on the finite element analysis software Dynaform drawing process simulation analysis to determine the panel drawing parameters. Application of sheet metal forming finite element software Dynaform5.7 of car crash beam drawing, for example, from the aspects of the mesh

18、 model material selection, drawing process parameters selection by pre-treatment process, will pull extension of simulation requires each parameter input, and then in the post-processing to analyze the results compared to the understanding of the influence of various parameters on the forming result

19、s, then proposed improved measures, to repeat the modification of the pre-treatment process parameters, the analysis again, in order to Summing up the influence of various parameters on the results of the drawing. For example, from the blank holder force size, punching speed, pull the bead each chan

20、ge multiple sets of data, followed by the drawing operation is set from the post-processing to modify the parameters of simulation results, comparing the drawing parameters change drawing results were investigated. Do so can be found that the problems that may arise in the manufacturing process at t

21、he design stage and solve the manufacturing mold can be efficiently and economically, improve part quality. Key Words：Auto cover; drawing; bumper beams; simulation 目 錄 1 緒論 1 1.1我國汽車覆蓋件模具發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.2汽車覆蓋件CAE分析國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3課題的研究內(nèi)容與技術(shù)路線 3 2有限元計(jì)算相關(guān)理論 5 2.1引言 5 2.2計(jì)算的相關(guān)理論 5 2.2.1 沖壓回彈模擬的

22、有限元理論基礎(chǔ) 5 2.2.2 板料沖壓仿真的流程 6 2.2.3 單元類型的選擇 6 2.2.4 邊界條件的處理 7 2.3小結(jié) 9 3 板料拉延過程的有限元分析 10 3.1引言 10 3.2前處理 11 3.2.1數(shù)據(jù)導(dǎo)入與網(wǎng)格化分 11 3.2.2工具與工序定義 20 3.2.3控制成形參數(shù)設(shè)置 26 3.3提交計(jì)算 27 3.4結(jié)果后處理及分析 28 3.5小結(jié) 33 4 板料回彈的數(shù)值模擬 34 4.1 引言 34 4.2 回彈分析 34 4.3 回彈數(shù)值模擬前處理 35 4.3.1 導(dǎo)入模型進(jìn)行回彈分析 35 4.3.2 導(dǎo)入成形零件邊線 3

23、5 4.3.3 回彈分析設(shè)置 37 4.4 提交計(jì)算 39 4.5 回彈計(jì)算結(jié)果處理及分析 39 4.6 小結(jié) 40 5 汽車覆蓋件回彈因素影響分析 41 5.1引言 41 5.2壓邊力的影響 41 5.3 材料參數(shù)的影響 44 5.4板料大小的影響 46 5.5結(jié)論 48 6 結(jié)論與展望 49 6.1 結(jié)論 49 6.2 展望 49 參考文獻(xiàn) 50 附錄1：英文資料 51 附錄2：中文翻譯 63 致 謝 69 1 緒論 1.1我國汽車覆蓋件模具發(fā)展現(xiàn)狀 自2008年以來，我國汽車產(chǎn)銷量以極快速度增長，汽車工業(yè)發(fā)展為汽車模具發(fā)展提供了極大的市場

24、機(jī)遇，據(jù)有關(guān)資料顯示，在美國、日本等汽車制造業(yè)發(fā)達(dá)的國家，汽車模具在整個(gè)模具制造業(yè)中占有50%的份額。而在我國，只有1/3的模具產(chǎn)品服務(wù)于汽車制造業(yè)，因此汽車模具市場在我國仍有非常大的發(fā)展空間，而汽車覆蓋件是整個(gè)汽車模具中最重要的組成部分，也是技術(shù)最密集加工難度最大的一部分。 由于汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車覆蓋件及相關(guān)產(chǎn)品市場需求量也急劇增加，因此許多企業(yè)加大了技術(shù)改造力度，一些新建企業(yè)也快速發(fā)展，是汽車覆蓋件生產(chǎn)能力大幅提高，經(jīng)過技術(shù)改造原行業(yè)中公認(rèn)的四大模具廠：一汽模具，東風(fēng)汽車模具，天津汽車模具，四川成飛集成都有了生產(chǎn)大中型汽車覆蓋件模具500萬左右工時(shí)的能力。 從近年來看，民營企業(yè)發(fā)

25、展較快，外資企業(yè)也進(jìn)入中國，其中日資和臺(tái)資最為活躍，其中被中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)授予“汽車模具之鄉(xiāng)”的河北省泊頭市已有20多家汽車覆蓋件生產(chǎn)企業(yè)，上海目前也集中了十幾家，比亞迪、長城、瑞豐、屹豐、華莊等一大批民營汽車模具生產(chǎn)企業(yè)由于投資力度大、起點(diǎn)高、服務(wù)對象明確，已成為異軍突起的生力軍。 1.2汽車覆蓋件CAE分析國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀  沖壓工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)是汽車模具生產(chǎn)技術(shù)的集中體現(xiàn)，這些技術(shù)的進(jìn)步主要取決于CAD/CAM/CAE技術(shù)的提高。在汽車覆蓋件模具制造行業(yè)，計(jì)算機(jī)應(yīng)

26、用技術(shù)正越來越顯示出其核心技術(shù)的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在歐美國家，汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)制造時(shí)，已大量采用三維CAD和有限元仿真技術(shù)，比例高達(dá)70%-90%，pro/E,UG,autoform，dynaform等軟件在其中扮演了不可替代的作用，其效率高，數(shù)據(jù)庫功能強(qiáng)大，設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性高等特點(diǎn)使汽車覆蓋件模具產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性大大提升。 因此當(dāng)前許多大的模具企業(yè)紛紛加大對汽車覆蓋件制造的資金，人才和硬件設(shè)施的投入，但是這些投入必須經(jīng)過技術(shù)的學(xué)習(xí)、普及以及沉淀以樹立基礎(chǔ)，在我國汽車模具工業(yè)大而不強(qiáng)的背景下，要趕超發(fā)達(dá)國家并不容易，尤其是在核心技術(shù)難以外漏，控制嚴(yán)密的情況下 ，目前國內(nèi)模具制造水平同國際先進(jìn)水平

27、的最大差距就體現(xiàn)在沖壓工藝水平的差距上。以往我們的沖壓工藝技術(shù)主要靠人的經(jīng)驗(yàn)，隨著國內(nèi)高品質(zhì)的車身生產(chǎn)周期變短，靠過去的經(jīng)驗(yàn)來完成沖壓工藝是不可能。就CAE技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用而言，西方發(fā)達(dá)國家目前已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用化階段。通過CAE與CAD、CAM等技術(shù)的結(jié)合，使企業(yè)能對現(xiàn)代市場產(chǎn)品的多樣性、復(fù)雜性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等做出迅速反應(yīng)，增強(qiáng)了企業(yè)的市場競爭能力。在許多行業(yè)中，計(jì)算機(jī)輔助分析已經(jīng)作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造過程中不可或缺的一種工藝規(guī)范加以實(shí)施。如，以國外某大汽車公司為例，絕大多數(shù)的汽車零部件設(shè)計(jì)都必須經(jīng)過很多次的計(jì)算機(jī)仿真分析，否則就無法設(shè)計(jì)審查，也就無法試制更別說投入生產(chǎn)。計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬現(xiàn)在已不僅僅

28、作為研究的一種手段，也已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)踐中作為必不可少的工具使用。 以有限元模擬分析軟件為代表的CAE技術(shù)在國際上的應(yīng)用已有近30年的歷史。近10年來,塑性變形理論在板料成形技術(shù)中的應(yīng)用取得了很大的進(jìn)步，使CAE技術(shù)在汽車模具制造中的應(yīng)用變得非常成熟，將CAE應(yīng)用于沖壓工藝設(shè)計(jì)，可使試模時(shí)間減少50%以上。目前，CAE技術(shù)已成為國外大型汽車和模具企業(yè)必不可少的工具。CAE的廣泛應(yīng)用，應(yīng)歸功于 CAE商業(yè)軟件的大力發(fā)展,其中代表性的軟件有：  ● 法國ESI公司的PAM-STAMP軟件；  ● 美國Lawrence Livemor

29、e國家材料實(shí)驗(yàn)室的LS-DYNA3D軟件；  ● 美國ETA公司的Dynaform軟件；  ● 瑞士Autoform公司的Autoform軟件。  這些軟件都有各自的長處，針對板料成形分析都已達(dá)到實(shí)用和專業(yè)的要求。目前，國內(nèi)所有一流的汽車模具廠商都采用了CAE軟件，并以 Autoform的應(yīng)用最多。天津汽車模具有限公司通過長時(shí)間的的努力，CAE應(yīng)用比例已經(jīng)達(dá)到了100%，顯著地縮短了制模周期。  在分析方面，針對沖壓成形，使得確定棱線偏移、沖裁角度、拉延沖擊滑痕、面成形品質(zhì)、成形力、壓邊力等各種分析得到完善，

30、分析內(nèi)容的廣泛性和作用性都已超出了原來的CAE范籌。  現(xiàn)在，CAE技術(shù)發(fā)展的重心是工藝參數(shù)的自動(dòng)優(yōu)化和后置分析，如果解決了這兩個(gè)問題，將又一次帶來革命性的發(fā)展。因?yàn)槠嚫采w件具有形狀復(fù)雜、材料薄、結(jié)構(gòu)尺寸大、表面質(zhì)量高和多為復(fù)雜的空間曲面等特點(diǎn)。在沖壓時(shí)毛坯的變形情況復(fù)雜，故不能按一般拉深件那樣用拉深系數(shù)來判斷和計(jì)算它的拉深次數(shù)和拉深可能性，且需要的壓料力和拉延力都較大，各工序的模具依賴性強(qiáng)，模具的調(diào)整工作量也大。所以汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是要解決好沖壓過程中板料不同部位之間材料的協(xié)調(diào)變形問題，既要避免局部區(qū)域因變形引起的過薄甚至拉裂，又要避免起皺或在零件表面上留下滑移

31、線，還要將零件的回彈控制在規(guī)定允許的范圍內(nèi)。 這時(shí)，板料沖壓過程的CAE分析與仿真就能在實(shí)際工程中解決沖壓工藝難題，如計(jì)算應(yīng)力應(yīng)變、金屬的流動(dòng)、板厚、殘余應(yīng)力、模具受力等，預(yù)測可能的缺陷及失效形式，如比較普遍的破裂、起皺、回彈等。 這樣在汽車覆蓋件的設(shè)計(jì)中采用數(shù)值模擬技術(shù)能從設(shè)計(jì)階段準(zhǔn)確預(yù)測各種工藝參數(shù)對成形過程的影響，進(jìn)而優(yōu)化工藝參數(shù)，縮短模具的設(shè)計(jì)和制造周期，降低產(chǎn)品制造成本，提高沖壓件和模具產(chǎn)品質(zhì)量。 1.3課題的研究內(nèi)容與技術(shù)路線 本課題以某車型汽車防撞梁制件為研究對象，利用數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合的方法，對制件的沖壓過程以及回彈過程進(jìn)行數(shù)值模擬，對拉延中影響制件最

32、終效果的多種因素進(jìn)行分析，并總結(jié)規(guī)律。具體研究步驟如下： 1.用UG8.0對制件進(jìn)行修改將多面刪除，并以.iges格式導(dǎo)出。 2.用Dynaform軟件進(jìn)行制件的拉延有限元分析,對制件進(jìn)行前處理設(shè)置，參數(shù)改變，如板料位置，壓邊力，沖裁速度改變等。生成.dynain文件為后置處理作鋪墊。 3.用Dynaform軟件進(jìn)行制件的減薄率和成形極限圖進(jìn)行分析，對制件進(jìn)行簡單的設(shè)置后，進(jìn)行提交計(jì)算結(jié)果，最后根據(jù)后處理來分析關(guān)于各參數(shù)影響規(guī)律。 4.分別改變壓邊力，板料位置與沖裁速度等參數(shù)依次按照第二步與第三步進(jìn)行分析，從而總結(jié)出關(guān)于回彈影響因素的規(guī)律，得出結(jié)論。 課題的研究技術(shù)路

33、線如圖1所示： 導(dǎo)入CAD模型 導(dǎo)入Dynain文件 有限元網(wǎng)格化分 導(dǎo)入切邊線 定義毛坯材料屬性 沖壓類型定義成形工具 提交求解器計(jì)算 定義毛坯及材料屬性 后置處理 分析結(jié)果 設(shè)置控制參數(shù) 提交求解器計(jì)算 后置處理 分析結(jié)果 結(jié)果評估 圖1拉延仿真模擬過程 輸出計(jì)算結(jié)果 2有限元計(jì)算相關(guān)理論 2.1引言 本章主要敘述的是關(guān)于回彈產(chǎn)生的原因，有

34、限元計(jì)算所涉及的理論以及減少回彈的策略分析。 2.2計(jì)算的相關(guān)理論 板料的回彈是板料沖壓成形的過程中產(chǎn)生的一種最常見的缺陷形式，其主要的原因是由于板料在沖壓成形的結(jié)束階段，當(dāng)沖壓載荷被逐步釋放或卸載時(shí)，在成形過程中所存儲(chǔ)的彈性變形能要釋放出來，引起內(nèi)應(yīng)力的重組，進(jìn)而導(dǎo)致零件外形尺寸的改變。產(chǎn)生回彈主要是由于：（1） 因?yàn)楫?dāng)板料內(nèi)外邊緣表面纖維進(jìn)入塑性狀態(tài)，而板料中心仍舊處于彈性狀態(tài)，這時(shí)當(dāng)凸模上升去除外載荷后，板料產(chǎn)生回彈現(xiàn)象。（2） 因?yàn)榘辶显诎l(fā)生塑性變形時(shí)總是伴隨著彈性變形的消失，所以板料在沖壓成形過程中，特別是在進(jìn)行彎曲成形時(shí)，即使內(nèi)外層纖維完全進(jìn)入了塑性變形狀態(tài)，當(dāng)凸模上

35、升去除載荷后，彈性變形消失了，也會(huì)出現(xiàn)回彈現(xiàn)象，因此回彈是板料沖壓成形過程中不可避免的一類缺陷，產(chǎn)生回彈將直接影響沖壓零件的成形精度，從而增加了調(diào)試模具的成本以及成形后進(jìn)行整形的工作量。 2.2.1 沖壓回彈模擬的有限元理論基礎(chǔ) 板料沖壓回彈的模擬從數(shù)值計(jì)算上分析是一個(gè)高度非線性的問題，涉及到材料、幾何和接觸非線性。在本文的模擬數(shù)值計(jì)算中將選用更新Lagrange 法和速率型的本構(gòu)關(guān)系去處理沖壓回彈過程中的大應(yīng)變、大變形問題[5]。采用逐級更新Lagrange 法是彈塑性有限元基礎(chǔ)，在 坐標(biāo)下以t時(shí)刻構(gòu)形為參考構(gòu)形的虛功率原理為 （2-1） 式中V，A 分

36、別為參考構(gòu)形的體積和表面積；，分別為參考構(gòu)形的體積力率和面積力率；為第一類Kirchhoff 應(yīng)力率。 假設(shè)塑性變形體積不可壓縮，可得 與Cauchy 應(yīng)力的關(guān)系為 （2-2） 將式（2-2）和本構(gòu)關(guān)系方程式代入式（2-1)，得到單元平衡方程并按常規(guī)方法組裝成總體剛度方程 （2-3） 板料沖壓回彈過程是大位移大變形過程，一般采用速率型的本構(gòu)方程。經(jīng)典的基于流動(dòng)理論正交各項(xiàng)異性希爾二次屈服函數(shù)的速率本構(gòu)方程可表示為

37、 （2-4） （2-5） 式中 為Kirchhoff 應(yīng)力的Jaumann導(dǎo)數(shù)；為應(yīng)變率；為彈性本構(gòu)矩陣；H 為硬化參數(shù)；為屈服函數(shù)確定的等效應(yīng)力。屈服函數(shù)為 （2-6） 其中，P、Q、R 分別代表材料在90°、45°、0°方向上的各向異性指數(shù)。 2.2.2 板料沖壓仿真的流程 嚴(yán)格地講，板料的成形和回彈是兩個(gè)既相互關(guān)聯(lián)又相互獨(dú)立的過程。通常所說的成形過程一般不包括回彈在內(nèi)，而完整的汽車覆蓋件沖壓成形的回彈仿真過程應(yīng)包含兩個(gè)過程：沖壓成形（加載）過程仿真和回彈

38、（卸載）過程仿真。前一步計(jì)算是回彈過程模擬的基礎(chǔ)，為其提供應(yīng)力、應(yīng)變等數(shù)據(jù)[9]。本文所研究的板料成形回彈仿真的主要過程如下： （1） 導(dǎo)入成形仿真的結(jié)果文件 在Dynaform的前處理器中，導(dǎo)入成形仿真過程中計(jì)算生成的結(jié)果文件Dyanin 文件。該文件包含成形過程中板料所有的應(yīng)力、應(yīng)變等情況； （2） 定義毛坯選擇回彈仿真計(jì)算用的殼單元公式，積分點(diǎn)個(gè)數(shù)，定義毛坯的材料屬性； （3） 導(dǎo)入切邊線對零件進(jìn)行切邊過程的仿真； （4） 設(shè)置回彈約束回彈分析時(shí)，必須施加適當(dāng)?shù)奈灰萍s束排除剛性運(yùn)動(dòng)。按照零件的變形情況添加邊界條件，限制板料剛性位移； （5） 根據(jù)計(jì)算情況選擇單步或多步隱式算法

39、； （6） 后置處理打開回彈仿真的結(jié)果文件，查看零件的回彈前情況和回彈后的應(yīng)變情況。 2.2.3 單元類型的選擇 在進(jìn)行板料沖壓成形CAE分析中，一般采取在一定的假設(shè)下建立起來的板殼單元進(jìn)行分析，可使問題的規(guī)模減小。由于殼體理論本身近似簡化的產(chǎn)物，必然會(huì)有不少的研究者對板殼理論的幾何關(guān)系，物理關(guān)及平衡條件等提出各種簡化，導(dǎo)致在板料成形有限元分析中，單元的選擇非常多。多道次沖壓成形過程的數(shù)值模擬工作由于拉延行程長，不同道次之間還需要進(jìn)行網(wǎng)格的再劃分，因此計(jì)算時(shí)間對使用者來說就顯得非常重要。 在眾多的單元中，Hughes-Liu（HL）單元和Belytschko-Tsay（BT）單

40、元是板料沖壓成形CAE分析過程中應(yīng)用的非常廣泛的兩種殼體單元。HL單元是從三維實(shí)體單元退化而來的，有很高的計(jì)算精度，其缺點(diǎn)就是計(jì)算量太大。BT單元采用了基于隨體坐標(biāo)系的應(yīng)力計(jì)算方法，而不必計(jì)算費(fèi)時(shí)的Jaumann應(yīng)力，有很高的計(jì)算效率。 （1） Hughes-Liu殼單元 Hughes-Liu殼單元（簡稱HL單元）是基于Ahmad等于1970年提出的8節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元發(fā)展起來的。Hughes-Liu殼單元具有以下的特點(diǎn)：①它是增量目標(biāo)單元，剛體轉(zhuǎn)動(dòng)不產(chǎn)生應(yīng)變，能夠處理常見的有限應(yīng)變。②它比較簡單，計(jì)算的效率和穩(wěn)定性比較高③它從實(shí)體單元退化而來，和實(shí)體單元兼容，從而可以應(yīng)用許多為實(shí)體單元

41、開發(fā)的新技術(shù)④它包含橫斷面的有限剪應(yīng)變⑤必要時(shí)，它還可以考慮厚向的減薄應(yīng)變。正因?yàn)槿绱?，Hughes-Liu殼單元是最早被LS-DYNA有限元求解器采用的殼單元，而且到目前為止仍然是LS-DYNA采用的主要?dú)卧弧? （2）BT單元 Hughes-Liu殼單元由于單元公式比較復(fù)雜，計(jì)算量較大，在求解大型復(fù)雜的板料成形問題是需要較長的計(jì)算時(shí)間。為了提高計(jì)算效率，引進(jìn)了Belytschko-Lin-Tsay殼單元（簡稱BT單元），它采用了基于隨體坐標(biāo)系的應(yīng)力計(jì)算方法，隨著殼體單元一起運(yùn)動(dòng)，降低計(jì)算非線性運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜精度，不必計(jì)算費(fèi)時(shí)的Jaumann應(yīng)力，而具有很高的計(jì)算效率。在一般情況下，BT

42、單元能得到與HL單元較為一致的計(jì)算結(jié)果。在顯式有限元分析中，BT單元成為較為常用的一種單元。 2.2.4 邊界條件的處理 板料沖壓成形過程中，隨著沖頭的運(yùn)動(dòng)，沖頭和模具表面因和板料接觸面而對板料施加的作用力是板料得以成形的動(dòng)力。在接觸過程中，在板料的變形和接觸邊界的摩擦作用使得部分邊界條件隨加載過程而變化，從而導(dǎo)致了邊界條件的非線性。正確處理邊界接觸和摩擦是得到可信分析結(jié)果的一個(gè)關(guān)鍵因素[12]。 （1） 接觸力的計(jì)算 板料沖壓成形完全靠作用于板料上的接觸力和摩擦力來完成，因此接觸力和摩擦力的計(jì)算精度，直接影響板料變形的計(jì)算精度。接觸力和摩擦力的計(jì)算首先要求計(jì)算出給定時(shí)刻的實(shí)際接觸面，

43、這就是所謂的接觸搜尋問題。接觸力計(jì)算的基本算法有兩種，一種是罰函數(shù)法，另一種是拉格朗日乘子法。在罰函數(shù)法中位于 一個(gè)接觸面上的接觸點(diǎn)允許穿透與之相接觸的另一個(gè)接觸面，接觸力大小與穿透量成正比，即 （2-7） 式中，α是罰因子；S是接觸點(diǎn)的法向穿透量；負(fù)號表示接觸力與穿透方向相反。罰因子的取值大小會(huì)影響精度，過大會(huì)降低計(jì)算的穩(wěn)定性，在實(shí)際計(jì)算時(shí)要認(rèn)真選取。在拉格朗日乘子法中，接觸力是作為附加自由度來考慮的，其泛函形式除了包含有通常的能量部分外，還附加了拉格朗日乘子項(xiàng)：

44、（2-8） 式中，μ是節(jié)點(diǎn)的位移向量，K是剛度矩陣，F(xiàn)為節(jié)點(diǎn)力向量，λ是拉格朗日乘子向量，為接觸點(diǎn)的穿透量向量。對能量泛函式（2-8）變分，建立有限元方程 （2-9） 求解方程即可得到節(jié)點(diǎn)位移和拉格朗日乘子，拉格朗日乘子的分量即為接觸點(diǎn)出的法向接觸力。拉格朗日乘子法是在能量泛函極小的意義上滿足接觸點(diǎn)互不穿透的邊界條件，它增加了系統(tǒng)的自由度，需要采用迭代算法來求解方程，一般適用于靜態(tài)隱式算法。在顯式算法中，一般采用罰函數(shù)法。這種方法既考慮了接觸力，又不增加系統(tǒng)的自由度，計(jì)算效率較高。 （2）摩擦處理 板料成

45、形中的摩擦與一般的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的摩擦相比，接觸面上的壓力較大，摩擦過程中的板料成表面不斷有新表面產(chǎn)生，界面的溫度條件更加惡劣。因此，摩擦力的準(zhǔn)確計(jì)算對板料成形分析十分重要。目前在進(jìn)行板料拉延成形數(shù)值模擬研究中，常用的摩擦定律仍為庫倫定律，只是為了數(shù)值計(jì)算的穩(wěn)定性做了一些修改。 由庫侖定律知，當(dāng)接觸物體間的切向摩擦力小于臨界值時(shí)，兩接觸面間的相對滑移=0，而當(dāng)=時(shí)，相對滑移是不定的，需有外界載荷和約束條件確定。按照經(jīng)典摩擦定律計(jì)算的摩擦力為： （2-10） 式中，是摩擦系數(shù)，是接觸點(diǎn)的法向接觸力，是

46、相對滑動(dòng)方向上的切向單位向量： （2-11） 是相對滑動(dòng)速度向量。 由于在板料成形分析中，某些局部的相對速度很小或相對速度方向突然發(fā)生改變，接觸狀態(tài)有粘連到滑動(dòng)或相反的變化將導(dǎo)致按公式（10）計(jì)算的摩擦力方向和大小突然變化，而引起的計(jì)算不穩(wěn)定。目前人們通常通過引入的廣光順函數(shù)來修正庫倫摩擦定律，可用的光順函數(shù)有雙曲正切和反正切函數(shù)，可以得到以下修改的庫侖摩擦定律： （2-12） 式中，是一個(gè)給定的相對滑動(dòng)速度，它的大小決定了修訂的摩擦模型

47、和原模型的相近程度。過大的導(dǎo)致有效的摩擦系數(shù)值的降低，但使迭代相對容易收斂，而太小的雖然能夠較好模擬摩擦力的突變，但使求解的穩(wěn)定性下降。修正的摩擦模型式（11）和（12）近似。經(jīng)典庫倫摩擦定律是從最初適用的剛體一般化到變形體，是在遵循“切向力到達(dá)某一臨界值時(shí)，接觸表面才會(huì)在局部產(chǎn)生位移”這一假設(shè)的前提下應(yīng)用的。盡管這一假設(shè)在一定的情況下有效，但嚴(yán)格的說，它是不成立的。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只要有切向力存在，兩接觸面就會(huì)產(chǎn)生滑移，據(jù)此又提出了一些非線性的摩擦定律。但是這些摩擦模型有的過于復(fù)雜，有的一些系數(shù)很難通過試驗(yàn)獲得，使用的較少，由以上的分析可知，板料拉深過程的潤滑與流體潤滑，流體靜壓潤滑和彈性流體動(dòng)力

48、潤滑存在很大的區(qū)別，不能用單一的理論來解釋，這也是迄今為止還沒有一種能圓滿解釋板料拉深成形過程中潤滑現(xiàn)象的理論原因之一。目前，在板料沖壓成形CAE分析時(shí)，為了降低問題的復(fù)雜程度，常用的摩擦定律仍是經(jīng)典庫倫摩擦定律，但為了提高成形分析的精度，進(jìn)行實(shí)際的工藝分析，可采用通過具體摩擦試驗(yàn)獲得的實(shí)際摩擦系數(shù)進(jìn)行相關(guān)的CAE分析。 2.3小結(jié) 本章主要的講述了關(guān)于有限元涉及的一些基本理論，其中回彈是由于載荷在釋放時(shí)，制件各個(gè)部分由于受到的力不均勻性和流動(dòng)不均勻性而導(dǎo)致其產(chǎn)生回彈，為ＣＡＥ分析提供了理論支持。 3 板料拉延過程的有限元分析 3.1引言 本章主要是針對在制件的拉延過程基于Dyn

49、aform軟件中的前處理進(jìn)行描述和概括，包括前置處理的主要網(wǎng)格劃分，參數(shù)設(shè)定，設(shè)置完成后提交求解器計(jì)算，進(jìn)入后置處理中進(jìn)行制件的拉延結(jié)果分析。 其步驟如圖3-1所示： 導(dǎo)入零件CAD模型（IGES，VAD，CATIA文件） 零件網(wǎng)格劃分 定義工模具零件 前置處理 定義板料 求解器計(jì)算 定義拉延筋/壓邊圈 后置處理，分析計(jì)算結(jié)果 設(shè)置成形參數(shù) 圖 3-1拉延分析步驟 3.2前處理 3.2.1數(shù)據(jù)導(dǎo)入與網(wǎng)格化分 啟動(dòng)Dynaform后，選擇菜單欄中“File/Impo

50、rt”命令，直接導(dǎo)入.iges文件，如圖3-2： 并編輯零件層的名稱（如下圖3-3） 圖 3-2 導(dǎo)入.iges文件 圖 3-3 編輯零件層對話框 具體是：選擇菜單欄中Parts/Edit，可以出現(xiàn)Edit Part對話框，選擇“Name ID” 后修改圖層名稱，接受編輯設(shè)定，點(diǎn)擊退出。 板料網(wǎng)格化分（如下圖3-4—圖3-6） 圖3-4 劃分板料網(wǎng)格單

51、元 圖3-5 板料大小網(wǎng)格選擇 圖 3-6 板料網(wǎng)格化分完畢如圖 具體如下：選擇菜單欄中Tools/blank Generator，后選擇第一項(xiàng)(BOUNDARY LINE)，并在選擇線的方式對話框中選擇第四小項(xiàng)，并確認(rèn)所選的線。 注意：在劃分單元網(wǎng)格之前要確保當(dāng)前正在工作的零件層是正確的blank（如下圖）。如果不是,可在隨后的列表中選擇blank. 圖 3-6 關(guān)閉零件“DIE” 工具

52、網(wǎng)格化分 首先將右下角的Current Part中把DIE設(shè)為當(dāng)前工作層（具體見圖3-6），同板料設(shè)置，并同時(shí)將板料層關(guān)閉。（方法如） 圖3-7 關(guān)閉“blank”層 劃分網(wǎng)格步驟： 選擇菜單欄中“Preprocess/Element”，然后選擇“Surface Mesh”，設(shè)置成系統(tǒng)缺省值，選擇其中 “Select Surfaces”按鈕，在彈出的對話框中點(diǎn)擊“Display Surf”按鈕，在此時(shí)DIE將會(huì)出現(xiàn)高亮顯示。 確認(rèn)后退回到“Element”。 圖 3-8 “ELement”對話框 圖 3-9 “Surface Mesh”

53、對話框 最終結(jié)果如下： 圖 3-10 完成網(wǎng)格化分的模型示意圖 將網(wǎng)格劃分完畢后，要進(jìn)行零件的單元網(wǎng)格模型的檢查，主要進(jìn)行單元的邊界顯示與法向一致性。在工具欄中選擇“Part Turn On/Off”，并關(guān)閉“Blank”，然后打開“DIE”，同時(shí)將零件“DIE”作為當(dāng)前零件層，然后再選擇菜單欄“Preprocess/Model Check /Repair”命令，彈出如下圖所示的“Model check/Repair”對話框。 圖3-11 正在進(jìn)行網(wǎng)格模型檢查 選擇 “Auto Plate normal”，會(huì)彈出“CO

54、NTROL KEYS”對話框，然后選擇“CURSOR PICK PART”選項(xiàng)，點(diǎn)擊零件DIE凸緣面，會(huì)彈出“Dynaform Question”的對話框，觀察網(wǎng)格的法線方向，然后確定網(wǎng)格法線方向，確保使法線方向始終指向坯料與工具的接觸面方向，這樣就完成網(wǎng)格法線方向檢查。然后退出“CONTROL KEYS”的對話框，返回“Model check/Repair”界面。 圖3-12 對零件“DIE”進(jìn)行網(wǎng)格法線法向檢查 在“Model check/Repair”的對話框中點(diǎn)擊“Boundary Display ”的按鈕，對零件進(jìn)行邊界的檢查，通常只允許除邊緣輪廓

55、邊界成白亮色外，其余部位均保持不變。如果其他部位有白色亮顯示則說明此處有缺陷，必須對其進(jìn)行修補(bǔ)或者重新進(jìn)行網(wǎng)格化分。邊界檢查完畢后點(diǎn)擊“Clear Highlight”，按鈕，將白亮色消除。（由于背景已經(jīng)設(shè)置成了白色，所以輪廓線采用為黑色。） 圖3-13 對零件“DIE”進(jìn)行輪廓邊界的檢查 等距創(chuàng)建壓邊圈與凸模。 首先創(chuàng)建存放binder和punch的零件層，選擇菜單欄中“Parts/Create”，在NAME欄中輸入“binder”和“punch”確認(rèn)。 具體方法如下： 圖3-14 創(chuàng)建PUNCH的零件層 然后將Current Part選

56、擇PUNCH做為當(dāng)前的零件層。 選擇等距生成PUNCH 在菜單欄中選擇“Preprocess/Element”按鈕，接著 選擇“offset”按鈕，關(guān)閉“In Original Element”的復(fù)選框，使得新生成的單元放置在當(dāng)前零件層中，并確?！癙UNCH”零件層是當(dāng)前零件層，并保留原始的DIE零件層，然后設(shè)置“COPY NUMBER”數(shù)目為1，并且設(shè)置“Thickness”數(shù)值為1.1（即為板料厚度1.1倍），點(diǎn)擊“Select ELements”對話框，并選擇“Displayed”，然后使零件高亮顯示，選中“Spread”，按鈕并調(diào)整滑塊“Angel”的數(shù)值為1，隨后勾選復(fù)選框“Ex

57、clude”，點(diǎn)中DIE凸緣面，此時(shí)除了凸緣面外其余部分成白色高亮顯示，確認(rèn)后返回“Offset Elements”的對話框，選擇應(yīng)用退出。就完成了新零件“PUNCH”的創(chuàng)建。 圖3-15 選擇單元對話框 圖3-16 單元復(fù)制及其參數(shù)設(shè)置 圖3-17 創(chuàng)建零件“PUNCH”網(wǎng)格模型設(shè)置 圖3-18 創(chuàng)建的零件“PUNCH” 分離出binder： 首先打開前面已經(jīng)創(chuàng)建好的零件層binder，點(diǎn)擊工具欄“Parts Turn on/off”的按鈕，并確保關(guān)閉“Blank”和“Punch”，兩個(gè)

58、層，僅僅打開DIE層。然后將新創(chuàng)建的BINDER層打開，在菜單欄中選中“Preprocess/Element”的菜單項(xiàng)，點(diǎn)擊“offset”按鈕，點(diǎn)擊“Select ELements”的對話框，并點(diǎn)擊“Spread”按鈕，然后調(diào)整滑塊“Angel”的數(shù)值為1，勾選復(fù)選框中“Exclude”，同時(shí)點(diǎn)擊DIE凸緣面，此時(shí)出凸緣面外其余部分成白色的高亮顯示，然后應(yīng)用并返回“Offset Elements”對話框，選擇退出對話框，這樣就完成了新的零件“BINDER”創(chuàng)建。 圖3-19 添加零件對話框 選擇Unspecified按鈕，并選擇零件層中binder，然后確

59、認(rèn)所選中的單元移到binder中，關(guān)閉后退出轉(zhuǎn)移功能。 選擇Parts/Separate按鈕，分別選擇PUNCH和BINDER，然后確認(rèn),兩零件層自動(dòng)分離。 圖3-20 分離BINDER對話框 圖 3-20分離出的BINDER 然后導(dǎo)出相應(yīng)網(wǎng)格模型。如下圖： 圖 3-21生成的工模具模型 3.2.2工具與工序定義 添加工序：首先選擇菜單中“Setup/AutoSetup”，會(huì)彈出“New simulation”選擇如下: 0.7

60、 圖3-22 “New simulstion”對話框 定義板料：可在sheet forming的設(shè)置頁面中，單擊forming Stage，然后對forming工序進(jìn)行定義?？牲c(diǎn)擊紅色Blank選項(xiàng)，隨后進(jìn)入Blank定義頁面如圖3-23所示。點(diǎn)擊紅色的Define geometry選項(xiàng)后進(jìn)入Define Geometry的對話框。 在Define Geometry對話框中單擊Add Part選項(xiàng)…如圖3-24所示 選擇BLANK Part為板料，最后退出后完成定義。 圖3-23 “sheet forming”對話框 圖3-24 定義板料部件過程

61、 定義材料：選擇BLANKMAT按鈕，如圖3-46所示， 會(huì)彈出Material 的對話框選擇Material Library…按鈕，能彈出Material Library對話框 圖 3-25 板料材料定義 圖 3-26 板料材料定義頁面 圖3-27材料庫定義頁面 圖3-28 材料DP600應(yīng)力應(yīng)變曲線 定義工具：可在sheet forming的對話框中單擊選擇紅色的Tools按鈕，然后進(jìn)入工具的定義頁面?？蛇x中die工具中相對應(yīng)的Define Part…按鈕，隨后進(jìn)入Define Geo

62、metry對話框。然后在Define Geometry的對話框中單擊選擇Add Part…按鈕，選擇DIE Part做為其中凹模，如圖3-50所示，然后可退出完成定義。 圖 3-29定義DIE的零件 重復(fù)前述操作，分別定義Punch和Binder工具。 圖 3-30 定義完成部件 定位工具位置：可單擊Positioning… 。 先將Blank定位到Punch上，然后定位die和binder分別與Blank接觸。 圖3-31 定位對話框 3.2.3控制成形參數(shù)設(shè)置 圖 3-32 設(shè)置“closing”對話框 圖 3-33 設(shè)置“dra

63、wing”對話框 在sheet forming的對話框中單擊Process選項(xiàng)并進(jìn)入工步設(shè)置界面。然后將closing采用為默認(rèn)設(shè)置。選中drawing把binder改為力控制，過程如圖3-55。默認(rèn)Control頁面的參數(shù)設(shè)置過程。 3.2.4工模具運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫模擬演示 在“Sheet Forming”的對話框中選擇菜單欄中“Preview /Animation”的對話框，然后調(diào)整滑塊“Frames/Second”的數(shù)值為10， 單擊選擇“Play”按鈕進(jìn)行動(dòng)畫的模擬演示。通過對動(dòng)畫的觀察，可以方便的判斷出工、模具運(yùn)動(dòng)的設(shè)置是否正確和合理。 按“Stop”結(jié)束動(dòng)畫，然后返回“Sheet

64、Forming”的對話框。 圖3-34 動(dòng)畫顯示控制對話框 3.3提交計(jì)算 1. 在全部都設(shè)置完成后，單機(jī)選擇菜單欄中的Job->Job Submitter…選項(xiàng) 。如圖3-56--圖3-57所示 2. 系統(tǒng)會(huì)彈出另存為對話框，輸入文件名并保存，隨后就可以提交計(jì)算。 圖 3-35 提交任務(wù)對話框 圖 3-36 任務(wù)提交管理器界面 圖 3-37提交任務(wù)后的計(jì)算顯示 3.4結(jié)果后處理及分析 應(yīng)用eta/POST來進(jìn)行后置處理 eta/POST能夠讀取并處理d3plot的文件中所有的可用數(shù)據(jù)。除了包括沒有變形過的模型數(shù)據(jù)，d3plot文件還包括有所有的

65、由LS-DYNA所生成的結(jié)論文件（應(yīng)變，應(yīng)力，時(shí)間的歷史曲線和變形過程等）。 讀入結(jié)論文件d3plot到eta/Post 并啟動(dòng)后處理 圖 3-38后處理菜單 圖 3-39板料拉延結(jié)果 變形過程 缺省的繪制狀態(tài)能繪制變形過程（Deformation）。在幀（Frames）的下拉菜單中，單擊選擇Select Cases的選項(xiàng)，就可以觀察其全部變形過程。 圖 3-40 選擇觀察類型對話框 選擇，就可以觀察成形的過程中其毛坯厚度的變化過程。 選擇，就可以觀察其零件的成形極限圖。 選擇，就可以觀察其零件中性層中的主應(yīng)變。 以

66、下各圖依次為幾次主要的拉延模擬結(jié)果的成型極限圖、壁厚分布圖和主應(yīng)變圖。 60噸壓邊力不加拉延筋成型極限圖 60噸壓邊力不加拉延筋壁厚分布 60噸壓邊力不加拉延筋主應(yīng)變圖 80噸壓邊力加50%拉延筋成型極限圖 80噸壓邊力加50%拉延筋厚度圖 80噸壓邊力50%拉延筋主應(yīng)變圖 80噸壓邊力25%拉延筋壁厚分布云圖 80噸壓邊力25%拉延筋成形極限圖 80噸壓邊力25%拉延筋中性層主應(yīng)變圖 拉延仿真的結(jié)果表明：通過 dynaform軟件可以很好的對制件拉延過程進(jìn)行模擬，并且可以得到滿足實(shí)際生產(chǎn)要求的仿真模擬結(jié)果，也就是說制件要有有一定的減薄率從而來減少制件回彈，同時(shí)整個(gè)制件的成形性也可滿足要求，其中沒有明顯的起皺與破裂的區(qū)域，可以在這個(gè)基礎(chǔ)之上進(jìn)行關(guān)于彈性變形的有限元模擬分析。該汽車防撞梁拉延結(jié)果顯示，當(dāng)壓邊力為80噸，并在壓邊圈上加25%的拉延筋得出上述圖示效果，在兩端和板料邊緣處有少量回彈和起皺，但制件整體呈現(xiàn)大面積safe的狀態(tài)。拉延結(jié)果比較滿意。 3.5小結(jié) 本章是主要介紹了有關(guān)于板料拉延的有限元