【正文】 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，分析內(nèi)容的廣泛性和 作用性 都已超出了原來的 CAE 范籌 。具體研究步驟如下： 對(duì)制件進(jìn)行修改將多面刪除，并以 .iges 格式導(dǎo)出。（ 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。、 0176。 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天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)論文 7 進(jìn)行分析，可使問題的規(guī)模減小。②它比較簡(jiǎn)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]。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。 由于在板料成形分析中，某些局部的相對(duì)速度很小或相對(duì)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，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。 確認(rèn)后 退回到“ Element”。（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 319 添加零件對(duì)話框 選擇 Unspecified按鈕 ，并選擇零件 層中 binder，然后 確認(rèn)所選中的單元移到binder中， 關(guān)閉后 退出轉(zhuǎn)移功能?？蛇x中 die工具中相對(duì)應(yīng)的 Define Part? 按鈕，隨后進(jìn)入 Define Geometry對(duì)話框。默認(rèn)Control頁面的參數(shù)設(shè)置過程。 讀入結(jié)論文件 d3plot到 eta/Post 并啟動(dòng)后處理 圖 338后處理菜單 圖 339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）。拉延結(jié)果比較滿意。比較復(fù)雜的拉延成形工藝的回彈控制可以從兩方面著手 : 第一，可以修改成形過程中的邊界條件，例 如壓邊力、毛坯的形狀、模具的圓角和摩擦的狀態(tài)等參數(shù)來減小回彈，這種方法一般稱為工藝控制法。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)論文 36 圖 42 “板坯修剪”對(duì)話框 圖 43 “選擇線”對(duì)話框 圖 44 完成修剪的零件 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)論文 37 回彈分析設(shè)置 選擇菜單“設(shè)置 回彈”命令，進(jìn)入“快速設(shè)置 回彈”的對(duì)話框，如圖 45，針對(duì)毛坯和材料等屬性進(jìn)行定義。運(yùn)用 dynaform模擬方法可以為板料成形后的回彈分析提供了更加簡(jiǎn)單高效的方法。 在文件列選擇表中選擇 LSDYNA的結(jié)論文件，包括 d3plot、 d3drlf和 dynain格式文件。其他的設(shè)置，如求解分析等都采用系統(tǒng)缺省值的設(shè)置。實(shí)際生產(chǎn)中兩類方法一般結(jié)合使用，這樣才能達(dá)到最優(yōu)的效果。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)論文 34 4 板料回彈的數(shù)值模擬 引言 本章主要是針對(duì) 第三章所計(jì)算出的 .dynain類的文件來做相關(guān)的回彈計(jì)算，然后將最后成形制件的邊線導(dǎo)入，在 dynaform軟件中進(jìn)行前置處理并進(jìn)行提交運(yùn)算，最后針對(duì)回彈的求解結(jié)果進(jìn)行分 析。 圖 340 選擇觀察類型對(duì)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。通過對(duì)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。 圖 329定義 DIE的零件 重復(fù)前述操作，分別定義 Punch和 Binder工具。 圖 320 分離 BINDER對(duì)話框 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)論文 20 圖 320分離出的 BINDER 然后導(dǎo)出相應(yīng)網(wǎng)格模型。 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)。在工具欄中選擇“ Part Turn On/Off”，并關(guān)閉“ Blank”，然后天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)論文 15 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(duì)話框。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)論文 10 3 板料拉延過程的有限元分析 引言 本章主要是針對(duì)在制件的拉延過程基于 Dynaform 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。過大的 c? 導(dǎo)致有效的摩擦系數(shù)值的降低，但使迭代相對(duì)容易收斂，而太小的 c? 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。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。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，這就是所謂的接觸搜尋問題。 （ 2） BT單元 HughesLiu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(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間。多道次沖壓成形過程的數(shù)值模擬工作由于 拉延行程長(zhǎng)，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(duì)使用者來說就顯得非常重要。 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。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]。生成 .dynain 文件為后置處理作鋪墊。 因?yàn)?汽車覆蓋件具有形狀復(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)。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。 因此 當(dāng)前 許多大的模具企業(yè)紛紛加大對(duì)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)水平的最大差距就體現(xiàn)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)論文 2 在沖壓工藝水平的差距上。 bumper beams。 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(duì)結(jié)果進(jìn)行分析比較，了解各種參數(shù)對(duì)成形結(jié)果的影響，然后提出改良措施。對(duì)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。 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。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。板料的尺寸增量延 Y軸的正向偏移量變大則靠近 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。 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(chǎng)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。通過 CAE 與 CAD、 CAM等技術(shù)的結(jié)合，使企業(yè)能對(duì)現(xiàn)代市場(chǎng)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。 這些軟件 都有各自的長(zhǎng)處 ， 針對(duì) 板料成形分析都 已達(dá)到實(shí)用 和 專業(yè)的要求 。 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(cè)可能的缺陷及失效形式，如 比較普遍的 破裂、起皺、回彈等。 課題的研究技術(shù)路線如圖 1 所示： 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)論文 4 導(dǎo)入 CAD 模型 有限元網(wǎng)格化分 沖壓類型定義成形工具 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 定義毛坯及材料屬性 結(jié)果評(píng)估 輸出計(jì)算結(jié)果 導(dǎo)入 Dynain 文件 提交求解器計(jì)算 后置處理 分析結(jié)果 圖 1 拉延仿真模擬過程 導(dǎo)入切邊線 定義毛坯材料屬性 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)論文 5 2 有限元計(jì)算相關(guān)理論 引言 本章主要敘述的是關(guān)于回彈產(chǎn)生的原因，有限元計(jì)算所涉及的理論以及減少回彈的策略分析。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 J epij ijkl kiD??? （ 24） mnmneuvklei j m nDDff???????????????????fDffHDDem n u vuvuvuvepi j k lei j k l （ 25） 式中 ?Jji 為 Kirchhoff 應(yīng)力的 Jaumann導(dǎo)數(shù)； ?ki 為應(yīng)變率； Deijkl 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。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。 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。在顯式有限元分析中， BT單元成為較為常用的一種單元。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。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。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。 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）。 圖 312 對(duì)零件“ DIE”進(jìn)行網(wǎng)格法線法向檢查 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)論文 16 在“ Model check/Repair”的對(duì)話框中點(diǎn)擊 “ Boundary Display ”的按鈕，對(duì)零件進(jìn)行邊界的檢查，通常只允許除邊緣輪廓邊界成白亮色外，其余部位均保持不變。就完成了 新零件“ PUNCH”的創(chuàng)建 。點(diǎn)擊紅色的 Define geometry選項(xiàng)后 進(jìn)入 Define Geometry的 對(duì)話框。 圖 331 定位對(duì)話框 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)論文 26 圖 332 設(shè)置“ closing”對(duì)話框 圖 333 設(shè)置“ drawing”對(duì)話框 在 sheet forming的 對(duì)話框中單擊 Process選項(xiàng)并進(jìn)入工步設(shè)置界面。如圖 356圖 357所示 2. 系統(tǒng)會(huì)彈出另存為對(duì)話框，輸入文件名并保存，隨后就可以提交計(jì)算。 以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。運(yùn)用計(jì)算機(jī)的 CAE分析，來預(yù)測(cè)板料的回彈大小以及回彈趨勢(shì)，減少在生產(chǎn)環(huán)節(jié)所消耗的代價(jià)是現(xiàn)代模具生產(chǎn)和沖壓工藝發(fā)展的必經(jīng)之路。將生成的新數(shù)據(jù)庫文件保存在預(yù)設(shè)的文件夾中。 在曲面上選擇三個(gè)不處于一條直線上