【文章內(nèi)容簡介】 RM前處理 DYNAFORM具有功能豐富的前處理功能。首先，它具有強(qiáng)大的圖形文件導(dǎo)入功能，能夠方便而無數(shù)據(jù)丟失地讀入IGES格式文件以及UG，PRO/E，CATIA等主流CAD軟件的圖形文件，同時用戶也可以在DYNAFORM中很方便地創(chuàng)建點，線，面等幾何模型。做到從導(dǎo)入幾何模型開始到計算結(jié)果的獲得，無須用戶再借助其他工具就可以方便地完成。其次，DYNAFORM具有強(qiáng)大的網(wǎng)格自動剖分功能。它不但可以得到高精度的工具網(wǎng)格，也可以產(chǎn)生出用戶所需的四邊形網(wǎng)格和三角形網(wǎng)格。用戶只需要輸入簡單的控制參數(shù)就可以快速地獲得復(fù)雜幾何曲面網(wǎng)格，并且得到的網(wǎng)格質(zhì)量非常高，使用戶無須花費更多的時間對網(wǎng)格進(jìn)行再修復(fù)，節(jié)省了大量的時間。再次，DYNAFORM中的最具需要導(dǎo)入產(chǎn)品曲面，DFE模塊可以完成網(wǎng)格剖分，網(wǎng)格邊界自動光順，對稱的定義，法蘭的展開，沖壓方向的調(diào)整，內(nèi)部孔洞的自動補(bǔ)充，各種復(fù)雜壓料面的產(chǎn)生，壓料面的裁剪，各種工藝補(bǔ)充面的設(shè)計，拉延筋的設(shè)計和網(wǎng)格劃分，載荷曲線的定義，模具的定位等一系列功能。方便用戶在得到分析結(jié)果后對產(chǎn)品零件進(jìn)行反復(fù)修改的操作過程。最后，DYNAFORM中的BSE模塊，可以幫用戶快速地設(shè)計出坯料的形狀，并且根據(jù)用戶的要求提供各種實際應(yīng)用中常用到的排樣結(jié)果報告，做到充分利用材料，提高材料的利用率，節(jié)約成本。 DYNAFORM求解器DYNAFORM的求解器采用了業(yè)界非常著名的非線性動力顯示有限元分析軟件LSDYNA。LSDYNA是采用顯隱結(jié)合的算法進(jìn)行板料成形模擬的最具有代表性的軟件。它采用動力顯示求解器模擬沖壓成形過程，計算效率高，穩(wěn)定性強(qiáng)。同時LSDYNA近幾年來加強(qiáng)了隱式算法的開發(fā)，并且實現(xiàn)了顯，隱式無縫集成的功能，在完成沖壓分析后，自動切換到隱式求解器進(jìn)行回彈分析。在回彈分析過程中，可以采用大的時間步長，提高回彈的計算效率。LSDYNA包括豐富的材料模型和單元模型，用戶可以根據(jù)實際沖壓的材料選擇合適的材料模型和單元類型。此外，LSDYNA的接觸分析功能強(qiáng)大，現(xiàn)在具有40多種接觸類型可以求解下列接觸：變形體對剛體的接觸，變形體對變形體的接觸，變形體對剛體的接觸，剛體對剛體的接觸，板殼結(jié)構(gòu)的單面接觸，與剛性墻接觸、變形體對剛體的接觸、剛體對剛體的接觸、板殼結(jié)構(gòu)的單面接觸等。因此，借助LSDYNA強(qiáng)大的求解能力，顯式加載隱式卸載等。LSDYNA是目前業(yè)界公認(rèn)的板料成形模擬結(jié)果準(zhǔn)確性最好的軟件之一[13]。 DYNAFORM的后處理ETAPOST是ETA公司開發(fā)的一款專門爭對DYNAFORM的后處理軟件。它可以方便用戶直觀地得到求解結(jié)果。用戶可以用云圖顯示板料變形后的應(yīng)力、應(yīng)變信息，材料的厚度分布信息等。用戶可以通過定義任意截面，得到截面上的各種結(jié)果信息。在ETAPOST中新增加的GRAP模塊，使用戶可以利用曲線圖表功能顯示拉深過程中各種參數(shù)隨時間變化的曲線，如界面力的變化、拉延筋阻力的的變化、拉深力曲線等。4 汽車門外板的坯料展開仿真過程設(shè)計 車門外板的結(jié)構(gòu)及加工工藝簡介車門外板是一種平坦的淺拉伸件，材料一般為08AI或合金鋼材，料厚不超過1mm的板材，要求外表面光順平滑，棱線清晰，剛性好。，由于零件成形時凸模表面與毛坯以大平面接觸，由于平面上的拉應(yīng)力很低。材料得不到充分的塑性變形，這對增強(qiáng)零件的剛性不利。在產(chǎn)品a處，為車外觀造型而設(shè)置的裝飾線容易使零件表面邊緣在成形過程中產(chǎn)生表面不平。在產(chǎn)品b處，由于內(nèi)緣翻邊較高(H=20mm)，如果不采取措施而直接翻邊成形，該處零件表面易出現(xiàn)不平；在門扣手C處。由于深度及形狀是決定其周圍表面質(zhì)量的主要因素，且此處在成形過程中材料的變形屬于脹形，如果外界材料的補(bǔ) 車門外輪廓圖充不充分，則零件表面易在此處破裂。在臨近窗口的下部a處，加反拉伸的凹坑，可以吸收多余的材料，有利于制件表面松馳現(xiàn)象的消除。在零件的下部內(nèi)緣翻邊處,若拉伸時材料未充分變形，翻邊后會出現(xiàn)零件表面不平。 綜上所述，汽車外車門成形工藝研究主要是翻邊，翻邊是利用模具把板料上的孔緣或外緣翻成豎邊的沖壓工藝，翻邊工藝可加工形狀較為復(fù)雜且有良好剛體的立體制件，還能在沖壓件上制取與其他零件裝配的部位（如螺紋孔和軸承孔等）.翻邊可以替代某些復(fù)雜零件的拉深工序，改善材料塑性流動以免發(fā)生破裂或起皺。用翻邊代替“先拉深后切底”的方法制取無底零件，可減少加工次數(shù)，并節(jié)省材料?？追叺墓に噮?shù)，翻邊底孔的粗糙度直接影響工件質(zhì)量，如孔邊有毛刺存在，就會導(dǎo)致翻口的破裂。因此，沖壓的方向直接影響翻邊的工藝性。車門外板在沖壓翻邊過程中會出現(xiàn)很多的問題，這將直接影響產(chǎn)品的成型性能，對其翻邊工藝進(jìn)行成型工藝仿真主要是模擬產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中可能發(fā)生的問題，通過仿真試驗改進(jìn)生產(chǎn)工藝和模具從而有效的避免不當(dāng)設(shè)計的發(fā)生，試驗研究的主要內(nèi)容是根據(jù)成型工件在DYNAFORM軟件中成形極限云圖和厚度變化圖以及應(yīng)力分布情況來檢測車門的外觀造型，材料選擇和成形參數(shù)是否合理。然后確定坯料尺寸。 研究的具體方法 建立汽車外門板的幾何模型根據(jù)車門的總體尺寸用三維軟件PRO/E繪制汽車車門外板的模型，車門靠近輪胎部位的沖壓翻邊深度為20mm如圖a部位,車窗及拉手部位如圖b部位的沖壓翻邊深度為5mm,翻邊的方向相同, 所示： 模型繪制完畢后并轉(zhuǎn)換為曲面IGES格式保存, 導(dǎo)入DYNAFORM軟件, 該文件自動識別為當(dāng)前層,，車門翻邊的a部位自動初步劃分網(wǎng)格，,保存并退出對話框。 圖 IGES格式文件導(dǎo)入后的當(dāng)前界面 編輯數(shù)據(jù)庫中的零件層 在DYNAFORM中,所給的零件名稱是任意的,為了方便識別設(shè)置修改當(dāng)前的零件層名稱為BLANK ，保存編輯后的零件層，具體方法如圖 ： 編輯修改零件層名稱 網(wǎng)格劃分,，為了較好地反映數(shù)據(jù)變化情況，設(shè)置尺寸參數(shù)為20,曲面邊界裂縫為5，： 車門網(wǎng)格化參數(shù)的設(shè)定對工件進(jìn)行網(wǎng)格化后查看網(wǎng)格品質(zhì)檢驗結(jié)果，記下單元和品質(zhì)信息，該產(chǎn)品模型的總單元號為2480個，失敗的單元個數(shù)為217個，%，產(chǎn)品的失敗單元號少于10%可以進(jìn)行模擬仿真分析， 網(wǎng)格品質(zhì)結(jié)果檢驗信息 網(wǎng)格檢查為了防止網(wǎng)格中存在一些潛在的，影響模擬的缺陷，需要檢驗網(wǎng)格的質(zhì)量，檢驗項目包括單元翹曲角檢查,模型邊界顯示,自動一致平面法向，模型邊界顯示功能檢查網(wǎng)格上的間隙，空洞，退化的單元，然后以高亮的邊界顯示完畢后保存數(shù)據(jù)，. 網(wǎng)格邊界檢查界面 MSTEP模塊參數(shù)設(shè)置 打開MSTEP模塊，并選擇sheet鍵進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)加載材料，在沒有定義前a所指的線條為紅色，加載后為綠色，： 合金板料，由36材料考慮了材料的各向異性，在回彈過程中一般不會出現(xiàn)收斂的問題，導(dǎo)入US標(biāo)準(zhǔn)的材料類型為36型號為AA00: AA009材料性能參數(shù)再導(dǎo)入US標(biāo)準(zhǔn)材料類型為36厚度為1mm的DQSK型號材料鋼材性能參數(shù)： DQSK材料性能參數(shù)： 坯料展開輪廓圖在板料成形過程中，影響沖壓成形結(jié)果的因素很多，包括模具的形狀和結(jié)構(gòu)、拉延筋參數(shù)、板坯的大小、厚度及材料流動、壓邊力、摩擦和潤滑等情況。其中毛坯初始形狀對沖壓成形結(jié)果有很大的影響，當(dāng)毛坯初始形狀不合適時，沖壓件很容易產(chǎn)生破裂和起皺等缺陷，甚至根本不能成形。而在有些情況下，當(dāng)其他沖壓條件比較適合時，通過改善毛坯的初始形狀就有可能使原本失敗的沖壓件獲得成功。所以在板料沖壓成形中，如何確定合理的毛坯外形就顯得非常重壓，合理的毛坯外形不僅可以節(jié)省材料，防止沖壓拉伸在成形時開裂、起皺等缺陷，還可以獲得均勻的板厚，并且有助于減少拉深時所需的沖壓力，從而減少模具的磨損。通過計算的坯料尺寸，有效的指導(dǎo)生產(chǎn)。 啟動后處理點擊DYNAFORM的后處理鍵，，檢查模型后，設(shè)置相應(yīng)的顏色和大小并保存文件。 圖4. 12產(chǎn)品模型 成型極