HyperWorks优化技术在薄板件工艺可成型性分析中的应用--尤胜超
汽车内饰件成型工艺研究
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塑 料 注 射 模 技 术
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汽 车 内 饰 件 成 型 工 艺 研 究
尤志 军 ， 张树 海 ， 柏 攀星 长城 汽车股份有 限公 司技 术 中心 ， 河北省 汽车工程技 术研 究中心 （ 河北保 定 ０ ７ １ ０ ０ ０ ）
【 摘要 】 介绍 了汽车 内饰覆 面料 Ａ 、 Ｂ 柱塑件在汽车上的应用 ， 从“ 低压注射一体成型” 和“ 包
（ ２ ） 不使用粘合剂。
ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ａ ｕ ｔ ｏ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｉ ｏ ｒ ｐ ａ ｒ ｔ ｓ ； Ａ ａ ｎ ｄ Ｂ ｐ ｉ ｌ ｌ ａ ｒ ； ｍｏ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ；ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ
观 要求 。
包覆 环保稍差 （ 气味性 ）
６ ０ － ９ ０ ｓ
自动化
易 自动化
低
模具要求
批量要求
高（ ３ ２ ０ 万）
高
中等（ １ ０ ０ 万）
一种多羧基聚氨酯接枝提高复合材料界面性能的方法[发明专利]
![一种多羧基聚氨酯接枝提高复合材料界面性能的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0ada2452fd0a79563d1e7206.png)
专利名称：一种多羧基聚氨酯接枝提高复合材料界面性能的方法
专利类型：发明专利
发明人：陈平,陈怿咨,王静,于祺,熊需海
申请号：CN201810723309.1
申请日：20180704
公开号：CN109096505A
公开日：
20181228
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种多羧基聚氨酯接枝提高复合材料界面性能的方法，属于复合材料技术领域，步骤为：将连续纤维经多羧基聚氨酯溶液浸渍后烘干除去溶剂制得预接枝纤维后，置于大气压下空气介质阻挡等离子体装置DBD中进行接枝，将接枝后的连续纤维浸入双马来酰亚胺胶液制得预浸料，最后采用高温模压成型工艺制成连续纤维增强复合材料。
多羧基聚氨酯由二元异氰酸酯预聚物与均苯四甲酸酐反应制成，含有多个羧基而具有多个反应活性位点。
本发明得到的复合材料能进一步提高界面粘接能力，延长DBD提高纤维表面活性的时间，提高PBO/BMI树脂基复合材料的界面强度；并且可以对连续PBO纤维进行在线DBD接枝，接近大规模连续工业化生产的要求，具有实际应用价值。
申请人：大连理工大学
地址：116024 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号
国籍：CN
代理机构：大连理工大学专利中心
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周维星_HyperWorks在船舶甲板支撑结构设计中的应用
HyperWorks在船舶甲板支撑结构设计中的应用周维星徐峰徐帅朱眀罡中国舰船研究设计中湖北武汉 430064摘要:文章应用HyperWorks软件评估了液压折臂吊下甲板支撑构件的强度，并进一步应用OptiStruct模块对液压折臂吊下的船舶甲板支撑结构进行了尺寸优化设计。
优化过程中将甲板支撑构件尺寸参数作为变量，将中国船级社规范中规定的许用应力指标作为约束，将支撑结构总质量最小作为优化目标，最终得到了满足规范要求的甲板支撑构件最优尺寸。
关键词：船舶结构，尺寸优化，HyperWorks1引言近年来，民船大型化，功能多样化已成为一种趋势。
在船舶设计过程中，船体局部结构有限元强度计算任务较以往有所增加。
设计部门需对船级社规范指定的结构，进行有限元强度计算，确保该结构应力符合规范要求，并编制好计算报告书送船级社审核。
在规范指定进行有限元强度校核的构件中，甲板设备支撑结构占了很大比重。
其中，典型的甲板设备主要有锚机、起重机、吊杆、起重柱、系缆桩、导缆器和应急拖带装置等。
按规范要求液压折臂吊属起重机吊杆一类，需进行支撑结构强度校核。
本文以液压折臂吊为例，说明HyperWorks在船舶结构强度计算中的具体应用。
通常，在进行强度校核计算前，甲板支撑结构的构件尺寸已初步确定。
构件尺寸的初始值是根据整条船的结构规范计算书得来的，这些尺寸主要是基于船舶种类、主尺度、骨架形式等全船性的参数根据规范计算出来的，没有考虑其上布置甲板设备带来的载荷。
在以往的计算中，通常先校核构件初始尺寸的强度，如不满足规范满求，则逐步增大构件尺寸，直至满足规范要求。
本文使用HyperWorks软件的优化功能，完成船舶甲板结构支撑构件的尺寸优化设计。
该方法相对以往方法更加方便，在很大程度上提高了工作效率，通过将质量最小作为优化目标，得到的构件尺寸也更加合理。
2有限元计算模型在三维笛卡尔坐标系中建立液压折臂吊支撑结构舱段三维有限元计算模型。
船长方向为X轴，正方向由船尾指向船首；船宽方向为Y轴，正方向由右舷指向左舷；型深方向为Z 轴，正方向由基线指向甲板。
hyperworks拓扑优化仿真原理
hyperworks拓扑优化仿真原理HyperWorks是一种先进的仿真软件，可用于进行结构拓扑优化。
它通过模拟和分析结构的性能，帮助工程师设计出更轻量、更坚固的产品。
本文将介绍HyperWorks的拓扑优化仿真原理。
拓扑优化是一种在给定约束条件下，通过改变材料分布来优化结构的方法。
它可以帮助工程师找到最佳的结构形状，以满足给定的性能指标。
HyperWorks中的拓扑优化仿真使用了一种被称为有限元分析的方法。
有限元分析是一种将结构分割为小的离散单元，然后对每个单元进行力学分析的方法。
通过对每个单元的应力和位移进行计算，可以获得整个结构的性能特征。
在拓扑优化中，有限元分析被用来评估不同结构形状的性能。
在拓扑优化仿真中，首先需要定义设计域和约束条件。
设计域是指结构的整个空间范围，而约束条件则是指对结构性能的限制。
例如，工程师可以定义结构的最大应力、最小刚度或最小质量等约束条件。
然后，工程师需要选择适当的优化算法。
HyperWorks提供了多种优化算法，如遗传算法、粒子群优化和拓扑优化等。
这些算法可以根据问题的性质和复杂程度进行选择。
接下来，工程师需要定义目标函数。
目标函数是用来衡量结构性能的指标。
例如，工程师可以定义结构的最小重量、最小位移或最大刚度等目标函数。
一旦设计域、约束条件、优化算法和目标函数都定义好了，就可以开始进行拓扑优化仿真了。
在仿真过程中，优化算法会不断地改变结构的形状，并进行有限元分析来评估每个形状的性能。
通过不断迭代，最终可以找到最佳的结构形状。
通过使用HyperWorks进行拓扑优化仿真，工程师可以显著提高产品的性能和质量。
拓扑优化能够帮助工程师找到最佳的结构形状，以满足设计要求并实现最佳性能。
这种先进的仿真技术使得产品设计更加高效和精确，为工程师提供了一个强大的工具来创造更好的产品。
hyperworks功能简介
Altair HyperWorks 功能简介一 .综合评价其为企业级CAE平台，集成设计与分析多种工具，拥有开放性体系和可编程工作平台，可提供顶尖的CAE建模、可视化分析、优化分析、以及健壮性分析、多体仿真、制造仿真、以及过程自动化。
二. 软件模块表1 HyperWorks软件模块分类1、OptiStruct 结构优化设计工具，提供拓扑、形貌、形状、尺寸等优化解决方案2、前后处理（1）HyperMesh高性能、开放式有限单元前后处理器，主要用于模型处理。
相对其它软件，具有更为强大的网格划分能力。
提供几乎所有主流商业CAD系统和CAE求解器接口。
CAD接口如ProE，CATIA，IGES，UG等。
CAE接口如ansys，optistruct，abaqus，nastran，dyna，ideas等（2）MotionView通用多体动力学仿真及工程数据前后处理器，拥有丰富的车身模型库并支持二次开发。
（3）HyperGraph仿真和实验结果的后处理绘图工具，拥有丰富的求解器和实验数据接口、数学函数库并支持后处理模块定制，实现数据处理自动化。
（4）HyperView完整的结果后处理工具，可处理有限元分析、多提系统仿真、视频和工程数据。
（5）HyperStudy为健壮性设计开发的参数化研究和多约束优化工具应用：实验设计（DOE）、随机仿真和优化技术3、求解器（1）OptiStruct/Analysis有限元分析求解器，具有快速而精确的特点应用：用于线性静态和频率响应分析的求解（2）MotionSolve多体动力学分析求解器应用：刚体和柔体耦合分析求解（3）Radioss应用：安全技术、生物仿真技术和车辆安全评价技术（4）HyperCrash应用：主要用于碰撞仿真4、制造工艺仿真（1）HyperForm钣金冲压成成形仿真工具，兼模具设计、管料弯曲成形和液压成形仿真模块（2）HyperXtrude 合金材料挤压成形仿真工具（3）Forging锻压方针（4）Molding注塑成型仿真（5）Friction Stir Welding模拟摩擦激光焊接三．软件应用1、拓扑优化：在给定的设计空间内寻求最佳的材料分布，载荷到约束的传力路径上材料得到保留。
薄板类零件加工变形的解决方法
Ｓｔ ｙ ｔ ｅ ｓ ｌ ｉ ｎ ｆｓ ｅ ｔｍｅ ａ ｒ ｃ ｓ ｉ ｆ ｍａｔｏ ｕｄ ｈ ｏｕｔｏ ｏ ｈ ｅ ｔ ｌｐ ｏ ｅ ｓｎｇ ｄｅｏｒ ｉｎ
Ｚ ａ ｕ －ｕ ｈ ｏＹ ｅ ｊｎ
（ １ｔ ｓ ｒｈｉ ｔｕ ｈｎ ｉ ｕ ｄｎ ｄ ｓｙｃｒｏａｉ ， ｉｎｕｇ ｎ ｉｎｓ ２２ ０Ｃ ｉ ７ ６ｈｒ ｅ ｃ ｓｔ ｅｏ Ｃ ｉ ｓ ｐ ｉ ｉｇｉ ｕｔ ｐ ｒｔ ｎ Ｌ ｙ ｎａｇＪ ｇｕ ２ ０ ｎ ｅａ ｎ ｉｔ ｆ ａ ｈ ｂｌ ｎ ｒ ｏ ｏ ａ ａ ｈ ａ）
所示 。
２ 薄板 类零件变形的类型及原 因
２ １ 变 形 类型 ．
为解决薄板类零 件的变形 ， 要先识别其 变形类 型， 才能针对性的提出解决办法 。常见的薄板类零件 变形分为弯 曲变形和扭曲变形两种 。 弯 曲变形是指在荷载作用下其轴线由原来 的直 线变 成 曲线 而形 成 的 变形 ， 图 １所 示 ； 曲变 形是 如 扭 指平面 内的一根横向轴线沿纵 向运动时绕纵轴转动 而形 成 的变 形 ， 图 ２所 示 。 如
１ 引 言 在 现代 纷繁 复 杂 的结 构 产 品中 ， 为实现某 些 功能
将会使用到一些薄板类零件。本文所提到的薄板类 零 件是 特 指厚 度 在 ８ ｍ 以下 的 板料 ， 且 还 要 对 其 ａ ｒ 并 进行 、 、 个 方 向的加 工 。 由于 薄板类 零 件 的厚 ｙｚ三 度较小 ， 加工后变形明显 ， 至加工前就 已存在一定 甚 的变形 。在现 代军 事 工业 中 ， 板类零 件得 到 广泛应 薄 用， 此类零件的结构较复杂、 精度要求高 ， 在加工过程
夹方法几个方 面研 究薄板类零件加 工变形的解决方法 ， 而达到减 小加 工变形的 目的。 从 关键词 ： 薄板类零件 ； 变形 ； 工艺； 术条件 ； 技 刀具 ； 装夹方法
304不锈钢薄板微塑性成形尺寸效应的研究
304不锈钢薄板微塑性成形尺寸效应的研究孟庆当;李河宗;董湘怀;彭芳;王倩【摘要】针对五种厚度304不锈钢薄板进行了单向拉伸试验和微弯曲试验,测得的屈服应力和回弹角均随板厚减薄而增大,表现出“越薄越强”的尺寸效应现象.通过在Hall-Petch公式中引入相对厚度项对公式进行修正,使得对屈服应力的预测与试验结果更吻合.采用修正的Nix-Gao应变梯度强化模型预测了回弹角与板厚的关系,预测结果与试验结果吻合.%Uniaxial tension and microbending tests were conducted using 304 stainless steel foils with varied thicknesses from l0μm to 200μm. In the tests, the yield stress and springback angle increased with decreasing foil thickness,showing the size effects of "the thinner the stronger". The Hall - Petch equation was modified by introducing the influence of foil relative thickness, and applied to calculate yield stress with better agreement with test results. The modified Nix-Gao strain gradient hardening model was used to predict the relationship between springback angle and foil thickness, which agree with the test results.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2013(024)002【总页数】4页(P280-283)【关键词】304不锈钢;屈服应力;应变梯度;回弹角【作者】孟庆当;李河宗;董湘怀;彭芳;王倩【作者单位】上海交通大学,上海,200030;河北工程大学,邯郸,056038;上海交通大学,上海,200030;上海交通大学,上海,200030;上海交通大学,上海,200030【正文语种】中文【中图分类】TG3010 引言随着现代工业的快速发展，微型化制造技术得到了迅速发展，进而对加工材料、加工工艺和加工设备等提出了新的要求。
163_芮玉龙_基于HyperCrash的冲压成形厚度映射对排气系统强度分析的影响
基于HyperCrash的冲压成形厚度映射对排气系统强度分析的影响Influence of stamping forming thickness mapping of exhaust system strength analysis basing onHyperCrash芮玉龙范振欣路路（佛吉亚排气控制技术开发上海有限公司上海201107）摘要：CAE作为分析方法在汽车行业已被广泛使用。
车身及排气系统绝大部分使用的是钣金件，但目前往往使用钣金名义厚度进行CAE分析。
由于没有考虑到冲压成形造成钣金厚度的变化，得到的结果和实际情况往往有较大出入。
本文以排气系统热端为例，将第三方冲压软件分析的厚度结果通过HyperCrash映射到结构分析模型中，并和原分析结果进行对比。
关键字：冲压成形厚度映射HyperCrash 结构分析Abstract:CAE is widely used in the automotive industry. Most of the BIW and exhaust system are metal sheets. Nominal thickness of sheet is popularly used in CAE simulation. In stamping forming, the thickness will vary. The results will be inaccurate if the thickness is not considered. This paper takes the exhaust hot end for example and maps the thickness from third stamping software through HyperCrash. A comparison is made of the thickness mapping results and normal thickness results.Key words: stamping forming, thickness mapping, HyperCrash, structure analysis1 概述汽车车身及排气系统大多为钣金件。
基于Moldflow和Hypermesh的轴承座翘曲工艺参数优化
作 为 模 拟 注 塑 成 型 的 主流 软 件 ，Ｍｏｌｄｆ ｌｏｗ对 于减 小 产 品 翘 曲 、提 高 产 品 质 量 和 降 低 成 本 具 有 重 要 意 义 。在模 流分 析 中 ，为 了 获 得 最 小 翘 曲值 ，常 采 用 的方 案 是在 正交 试 验 的基础 上使 用极 差分 析 来获 得最 优 的注 塑参 数 组合 引。然 而 这 种 方法 求 取 最小 翘 曲 值有 ２个 问题 ：（ｊ）Ｍｏｌｄｆ ｌｏｗ划 分 网格 的能 力 不强 ，为 了
第 ３４卷 第 ４期 ２０１６年 ８月
轻工机械
ＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ Ｍ ａｃｈｉｎｅｒｙ
Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．４ Ａ ｕｇ．２０１６
［制造 ·使用 ·改进］
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２８９５．２０１６．０４．０１９
基 于 Ｍｏｌｄｆｌｏｗ 和 Ｈｙｐｅ ｒｍｅｓｈ的轴 承 座 翘 曲工 艺 参 数 优 化
张 浩 ，王 骥 ，周小林。，李继成
（１．宁波 大 学 机械 工程与 力 学学 院 ，浙 江 宁波 ３１５２１１；２．宁波 富佳 实业 有 限公 司 ，浙 江 余姚 ３１５４００）
摘 要 ：为 了提 高轴承座注 塑件有 限元分析 中的 网格质 量 ，利 用 Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ软件 划分 有限元 网格 ，并按 照 网格 质量 的一 般 准 则 进 行 检 验 。运 用 Ｍｏｌｄｆｌｏｗ模 拟 吸 尘 器 轴 承 座 的 成 型 过 程 中 ，采 用 了 ４ 因素 ５水 平 的 正 交试 验 探 究 翘 曲 与 主 要 因 素的关 系。通过对试验 结果进行极 差分析 来得到 正交空间 内最优注塑参数组合 。为 了找 出整个工 艺条件 空间 内的最优 解 ，利 用翘 曲测 试 数 据 建 立起 用 于预 测 轴 承 座 翘 曲值 的 多元 回 归方 程 ，然 后 对 回 归方 程 进 行 显 著性 检 验 。 最 后 根 据 回 归 方程 求得 工 艺空 间内的最优参数组合 ，从 而得 到最 小的翘 曲量 。研 究表 明采 用 Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ划分 网格 比 Ｍｏｌｄｆｌｏｗ更容 易 得 到 高 质 量 的 网格 模 型 ，运 用 回 归方 程 求 取 的 最 小 翘 曲值 比极 差 分析 获得 的翘 曲值 更 优 。 关 键 词 ：注 塑成 型 ；翘 曲 ；Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ软 件 ；多元 回 归 方 程 ；Ｍｏｌｄｆ ｌｏｗ软 件 中图分 类号 ：ＴＱ３２０．６６ 文献标 志码 ：Ａ 文章编 号 ：１００５—２８９５（２０１６）０４－００８７－０５
基于HyperWorks形状优化的桥式起重机主梁轻量化设计
挠 位移 ， 跨 度 ［ ｓ为 ９。对 于 应 力 的要 求 ： 起 重 机 ９ ｊ 该
主梁使用的材料为 Ｑ ３ ， ２５其屈服应力 ＝ ３ＭＰ ， ２５ ａ
收 稿 日期 ：０ １ １ ３ ２ １ —１ —０
作者简介 ： 杨
真（９ ６ ， ， １８ 一）女 江苏南京人 ， 南京理工大学硕士研究生 ， 主要研究方 向为结构优化设计。
摘要 ： 以某桥 式起 重机 为研 究对 象， 于 Ｈ ｐｒ ｒｓ 基 ｙ ｅＷｏｋ 形状 优 化技 术 对桥 式起 重机 主 梁轻 量化 设
计进 行 了研 究 。首先 ， 立桥 式起 重机 的 有 限元 模 型 ， 其进 行 有 限元 分析 。其 次 ， 建 对 以体积 分数
最小为 目 函数 ， 标 以起重机主梁的高度 、 宽度为设计变量 ， 应力、 应变能、 模态为约束， 建立优化数
ｌ
ｌ
，
ｌ
需要对其进行整体稳定性分析。
６ 整 体 稳定 性分 析
图 ７ 设 计 变量 ｗ ｄｈ的 收 敛 情 况 ｉｔ
Ａ
根据《 起重机设计手册》 的要求“ 对箱形截面结
构件 ， 当其 截 面高度 与两侧 板之 间 的宽度 ｂ的 比
／｜
｜ ｜
ｆ
值ｈ ｂ ３ 或者 ３ ｈｂ≤ ６ ／ ≤ 时， ＜ ／ 并满足÷ ≤
总质 量 由 原 来 的 １ ． ｔ减 少 为 １ ． ｔ 减 少 了 ８９ ７ ９，
、 ，
、
Ｉ， １ Ⅲ Ｉ
ｒ
５３ 对 主梁轻 量 化 设 计 有很 大 的参 考 价值 。 同 ． ％， 时， 主梁 的高 宽 比 由原 来 的 ２ ８ ．７变 为 ３ １ ， 此 ．９ 因
316L不锈钢薄板焊缝成形及力学性能研究
316L不锈钢薄板焊缝成形及力学性能研究刁亚龙;师文庆;程才;贾东贺;张冰青【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2024(16)5【摘要】目的减少1 mm厚度316L不锈钢薄板在焊接生产过程中出现的缺陷等问题,并提高不锈钢薄板焊缝成形质量和焊接接头力学性能。
方法采用脉冲激光焊接技术实现对厚度1 mm的316L不锈钢薄板的精确焊接,并利用金相显微镜、维氏硬度计、万能拉伸试验机和扫描电镜对焊缝的表面形貌、微观结构、力学性能、断口形貌进行表征分析。
结果当激光功率为403 W、输出电流为150 A、焊接速度为150 mm/min、离焦量为−5.525 mm时,焊缝正反面的形貌规则无缺陷。
焊缝区内的微观结构主要由δ-铁素体和奥氏体2种晶粒构成,相较于母材及热影响区,焊缝区晶粒尺寸更细小均匀,平均硬度为156HV,表现出更高的硬度特性。
焊接接头的抗拉强度和屈服强度均值分别达到643.28 MPa和305.95 MPa,相对于母材的强度分别提高了7%和49%;平均断后伸长率为37.2%,达到原始母材伸长率的55%;断裂呈现韧性断裂的塑性变形和延展性特征。
结论优化调整焊接工艺参数后,1 mm 厚度316L不锈钢薄板的焊缝成形质量提高,无缺陷且微观组织分布均匀,焊接接头强度显著提高。
【总页数】7页(P55-61)【作者】刁亚龙;师文庆;程才;贾东贺;张冰青【作者单位】广东海洋大学电子与信息工程学院;广东海洋大学材料科学与工程学院;广东海洋大学船舶与海运学院【正文语种】中文【中图分类】TG456.7【相关文献】1.新型焊接工艺对不锈钢薄板焊缝成形及接头性能影响的研究进展2.离子辐照对316L不锈钢焊缝晶体结构与力学性能的影响3.双脉冲MIG焊工艺参数对316L不锈钢焊缝成形及性能影响研究4.选区激光熔化成形的316L不锈钢点阵夹层结构的力学性能和能量吸收性能研究5.激光选区熔化成形316L不锈钢工艺、微观组织、力学性能的研究现状因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
2219铝合金复杂薄壁构件应力松弛时效成形机理与应用研究
论文作者：中南大学/杨有良 指导教师：湛利华《研究领域：轻质高强材料/构件形性一体化制造理论与瓜瓣是火箭推进剂贮箱结构中 的关键承力构件，具有壁厚薄、刚度弱和变曲率等特 征，属于典型的复杂薄壁构件。我国计划研制的重 型火箭贮箱瓜瓣直径达10m级，是现役长征五号的两 倍，其制造面临的主要困难是尺度超大型化带来的成 形精度低和力学性能不均匀。应力松弛时效成形是利 用高强铝合金的应力松弛和时效强化特性，为制备高 精度高性能大型薄壁构件而发展起来的一种先进成形 工艺。本文针对重型火箭2219铝合金超大直径贮箱 瓜瓣面临的制造难题，提出了基于局部滚弯预成形的 应力松弛时效成形新工艺，重点围绕薄壁构件应力松 弛时效成形过程中“复杂时变应力条件下的形性精确 预测”这一关键问题，开展了系统的理论与应用研 究：
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（1）研究了复杂应力条件下2219铝合金应力松 弛时效行为，揭示了应力水平和应力状态对合金应力 松弛和组织性能的影响规律及机理。随着应力水平增 加，剩余应力反而更小，应力松弛曲线之间出现独特 的交叉特征；相对拉应力，压应力松弛量更小，其差 异主要来源于前期变速松弛阶段；拉应力松弛时效后
屈服强度随应力水平而增加，但压应力下屈服强度基 本保持不变。
（2）建立了考虑复杂应力的2219铝合金应力松 弛时效宏微观本构模型，实现了应力松弛、屈服强度 和微观组织的精确预测，开发了本构模型用户子程序 C R P L AW，并嵌入到试样单轴拉伸和压缩有限元模 型中，准确模拟了试样的变形和强化行为，为后续贮 箱瓜瓣构件应力松弛时效成形有限元仿真奠定了良好 而可靠的基础。
（3）开展了直径10m级贮箱瓜瓣滚弯-应力松弛 时效复合成形有限元仿真，分析了瓜瓣成形过程中的 应力应变、屈服强度和厚度演变规律，设计并制造了 考虑回弹补偿的大型成形模具，进行了超大直径瓜瓣 复合成形工程化试制，成功研制出目前世界上最大的 单体贮箱箱底瓜瓣。
53_HyperWorks在有缩孔的精铸件强度分析中的应用_马武名
HyperWorks在有缩孔的精铸件强度分析中的应用马武名东风精密铸造有限公司 十堰 442714摘要：利用HyperWorks优秀的前后处理功能，以某板簧吊耳固定支架为例介绍了带有缩孔缺陷的精铸件强度分析方法，并结合实物台架试验对应力分析结果进行探讨，预测精铸缩孔对零件强度的影响；同时亦可通过铸造工艺仿真、结构强度分析以及台架试验结果循环验证的体系更好地指导精铸件的设计开发与制造。
关键词：缩孔缺陷，HyperMesh，局部强度，循环验证体系1概述熔模精密铸造（简称精铸），就是在由易熔材料制成的模样上涂敷耐火材料形成型壳，熔出模样获得型腔，经高温焙烧后注入液态金属冷却后，获得铸件的方法。
熔模铸件形状复杂，且制造工艺过程不易控制，由于受金属流动性、热胀冷缩及铸造工艺的局限，在铸件凝固过程中产生铸造缺陷是在所难免的。
常见的铸造缺陷有缩孔、缩松、夹渣、气孔及裂纹等，严重时会影响铸件质量，降低强度、刚度甚至造成废品。
而常规的强度分析对象是理想的零件结构，未考虑零件制造过程产生的缺陷，对于此类零件，如何确定结构缺陷部位的应力应变分布，对零件的整体的危险截面、强度与刚度影响，带有铸造缺陷的零件是否可以继续使用等问题，都是需要设计与分析人员在产品设计与开发阶段去解决的。
本文将以东风精铸某板簧吊耳固定支架为案例，介绍利用著名的有限元分析软件HyperWorks对含有铸造缩孔缺陷的精铸件进行强度校核的方法。
2带缩孔的有限元模型的建立2.1铸件缺陷分布建立缩孔模型的首要问题则是需要确定缩孔的形状大小及在零件中的分布位置，利用铸造工艺模拟软件分析可以得到零件内部缩孔的形状及分布，经X 光探伤结果验证该预测结果与实际缺陷所在位置基本一致，缩孔缺陷分布如图1所示：图1.软件预测缺陷分布 图2.带缩孔的支架几何模型2.2缩孔模型的导入及网格划分从上述缺陷形状及分布可知，缩孔形状复杂，极不规则，若要对其单独建立模型，则其形状与位置难以确定，只能简化其模型，但却不能很好的消除由于模型简化引起的误差。
基于HyperForm的车身结构一体化仿真分析
基于HyperForm的车身结构一体化仿真分析作者：刘斌张雨1 概要随着计算机技术的广泛应用和快速发展，CAE仿真分析已成为支持工程师进行创新研究和创新设计最重要的工具和手段。
在汽车领域，其研究对象已涵盖了车身、动力和底盘三大系统，研究内容包含了结构分析、工艺分析、动力学分析、内外流场分析和安全分析等多个方面。
对于车身结构分析而言，应用CAE 技术已经能得到包括刚度、强度、模态以及疲劳寿命等参数。
但目前在车身钣金件的结构分析中往往使用名义厚度进行分析，未考虑冲压成形引起的厚度、应变等变化，这与实际情况严重不符。
本文使用Altair HyperForm 8.0 的强大冲压成形分析和结果映射功能，将冲压成形造成的厚度变化引入到结构分析中来，改善CAE 仿真精度。
为了更直观的研究冲压成形结果对结构分析的影响，我们需要对同一个部件进行两种CAE 分析，一种是不考虑成形结果的结构分析，为了便于说明，将其称为传统分析方法；另一种是考虑了成形结果的结构分析方法，将其称为一体化分析法。
具体而言就是按照图1 所示的流程，使用HyperMesh建立两个同样的结构分析模型，之后使用HyperForm对选定部件中的冲压件进行成形分析，并使用Result-Mapper 将成形结果映射到一个结构分析模型中，最后采用一致的边界条件对两个结构模型进行加载，并对比仿真结果得出最终结论。
图1 一体化的仿真分析流程这里需要说明一点，就是在选取分析部件时，除了要考虑满足结构仿真要求以外，其组成中还要有数量占优的冲压成形件，以便更好的反映一体化分析法带来的变化。
为此，我们选择某轿车发动机罩总成作为分析部件，并对其核心部件--发动机机罩内板和外板--进行成形分析。
下面将按照图1 流程，详细介绍车身结构一体化仿真方法。
2 成形分析模型建立HyperForm作为一款专业的板金冲压成形仿真软件，提供了一步法、增量法和模面设计等三大主流成形仿真工具，限于篇幅的限制和减少求解时间的目的，本文仅选用了一步法作为成形仿真方法，但该方法对于增量法的结果同样有效。
基于结构-工艺协同优化的车门外板冲压成形
基于结构-工艺协同优化的车门外板冲压成形房宇飞;宁世儒;苏建军;詹志鹏;宋燕利【摘要】目的实现铝合金车门外板结构与冲压成形工艺参数的协同优化,解决零件冲压成形时破裂与过度减薄等问题.方法从材料流动与应力分布等角度入手,对车门的尺寸和形状参数进行优化,同时利用有限元分析软件AutoForm来获取一组最优的冲压工艺参数组合,最终通过产品的工厂试制进行验证.结果铝合金车门外板的冲压成形性大幅度提升,解决了车门外板冲压成形破裂等问题.结论研究结果对大型车身覆盖件的结构设计与冲压工艺有重要的指导意义.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2019(011)002【总页数】6页(P22-27)【关键词】轻量化;车门外板;铝合金;结构-工艺一体化【作者】房宇飞;宁世儒;苏建军;詹志鹏;宋燕利【作者单位】武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,武汉 430070;汽车零部件技术湖北省协同创新中心,武汉 430070;武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,武汉 430070;汽车零部件技术湖北省协同创新中心,武汉430070;湖北省齐星汽车车身股份有限公司,湖北随州 441300;湖北省齐星汽车车身股份有限公司,湖北随州 441300;武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,武汉 430070;汽车零部件技术湖北省协同创新中心,武汉 430070【正文语种】中文【中图分类】TG386随着汽车工业的不断发展，全球汽车拥有量已超过10亿辆，汽车已成为能源消耗和污染物排放的主要来源。
为解决这些问题，汽车轻量化已成为世界汽车发展和制造的主流[1]。
在现代汽车制造中，汽车车身质量大约占汽车总质量的50%左右，而超过70%的汽车油耗来自于汽车车身质量，因此想要有效降低汽车尾气排放量，可以从汽车车身材料入手，降低车身质量。
铝合金材料以其自身独特的低密度、耐腐蚀、比强度和比刚度较高以及回收利用率高等一系列优点，得以大批量应用于汽车车门等区域，而铝合金车门冲压件容易出现开裂和回弹等缺陷，甚至报废，大大降低了汽车企业生产效率和产品利润，所以提高铝合金车门冲压成形性具有重大的现实意义[2]。
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HyperWorks优化技术在薄板件工艺可成型性分析中的应用
尤胜超龚伟权吴建勋
安徽合力股份有限公司工艺研究所
HyperWorks优化技术在薄板件
工艺可成型性分析中的应用
尤胜超龚伟权吴建勋
(安徽合力股份有限公司工艺研究所安徽省合肥市望江西路15号 230022)
摘要：薄板件类产品设计的一个重要考虑因素就是工艺可成型性。
当设计中进行仿真分析发现工艺可成型性较差时，需要在CAD软件中更改模型而后再次导入有限元软件中进行仿真分析，反复多次直至分析结果达到可以接受的程度，这样极大影响了工作效率和产品开发进度。
本文简要介绍了如何利用HyperMorph技术对零件特征进行尺寸改变以及形状优化，从而进行仿真分析，尽快发现较好的工艺可成型性，缩短新产品开发周期。
关键词：薄板件，工艺可成型性，HyperMorph, 形状优化
概述
判断薄板件工艺可成型性冲压仿真CAE技术目前在很多企业已得到广泛的应用，在运用此类有限元软件进行工艺可成型性精确分析判断时，我们通常的做法是向CAE软件中导入模面，根据先前估算的板料毛坯进行仿真分析，当发现问题需要进行修正时，比如加大局部圆角、降低高度、增加一定的侧面斜度等，需要在CAD软件中修改好而后再次导入到CAE软件中，如此反复，及其繁琐。
对于简单零件局部细节需要在CAD中更改时可能还较为方面，对于复杂模型，可能要花费很大的功夫。
本文就我们在做仿真过程中如何运用HyperWorks的HyperMorph技术实现对仿真模型（有限元模型）的形状和尺寸改变做简单阐述，并就HyperStudy对薄板件类零件形状优化技术进行了探讨。
一、HyperMorph技术简介
HyperMorph是一个内嵌在HyperMesh中的网格变形工具，仿真模块HyperForm中也可以自动加载HyperMorph。
通过它，可以使用多种交互式的方法来改变网格形状，这些方法包括拖拽handles，改变模型高度、倒角和半径及局部角度等。
Morph过程包括将模型分成多个域（domains），这些域的形状由handles来控制。
通过移动handles，可以改变domains的形状，以及domain中节点的位置。
在局部细节改变的过程中，网格的变形比较合理，能够满足设计的要求。
二、实际应用案例
下图（图一）所示为我公司重装产品零件中的一个大型覆盖件CAD模型，料厚1.5，深
度385。
此处为节省计算时间，提高模拟效率，成型模面（图二）取工艺数模的1/4进行成型可行性模拟仿真。
对此零件，先后采用了几种仿真软件，例如DynaForm、HyperForm 等，并试验了各种模拟仿真条件（同样的材料和厚度），不同的压边力，不同的拉延筋布置，不同的润滑系数等等，都无法得到可以接受的成型仿真结果。
这时就需要对产品数模进行改动，以达到成型性要求。
我们先期利用HyperMorph技术对凹模面FEA模型进行了几处可行性工艺处理，加大了凹模材料入口处和顶部易拉裂部位的圆角，并降低了成型高度。
而后直接利用更改后的模型进行下一步的仿真设置，也可将改后的FEA模型通过HyperWorks 与其它CAE软件的接口导入到其它CAE仿真软件中进行下一步的分析。
产品CAD模型（图一）用于仿真分析的凹模面（图二）
在仿真分析中一般把凹模面视为刚性体，故可利用R－mesh或adaptive mesh方法对凹模面进行分网。
图三中网格是利用R－mesh方法得到的刚性体网格。
然后直接加载HyperMorph，先创建domains和handles，此处让软件为所有网格自动创建2Ddomains 和handles。
见图三和图四自动创建的域和移动handles。
对于复杂的模型，需要修改自动创建domains的相关参数，例如domain angle和curve tolerance等，以便生成易于改变模型特征的域和handles。
图四图五（隐藏网格后）创建domains和handles后，就可以运用morph技术对网格进行形状和尺寸的改变了。
以下几副图片为改变前后的对比。
圆角改变前圆角改变后
高度降低前高度降低后（降低100mm）如果需要再次对不同细节调整，采取同样的办法，很快就能实现。
使用HyperMorph 工具可以方便地修改模面的特征，极大减少了在CAD中做修改和再次导入数据划分网格所需要的时间。
三、HyperWorks对此类薄板件工艺可成型性优化问题探讨
产品设计的一个重要考虑就是其工艺可成型性，而对一个设计方案提高其工艺可成型性的方法取决于设计本身、材料和加工条件等多种因素。
设计人员的经验和与工艺人员的沟通无疑非常重要，但是要对一个产品设计的工艺可成型性进行优化却往往面临以下几种困难：
1. 很难判断一种因素对整体结果的影响程度；
2. 由于多种因素往往互相作用，导致如何在多个因素的各种组合中找到最优解较为困
难。
在上面的案例问题中，可以利用morph技术设定优化条件。
首先对产品CAD模型做必要的工艺修补，但周边用于压边的工艺面不必做出。
然后利用HyperMesh常规方法为模型划分网格，此处不宜使用HyperForm中R－mesh方法划分。
分网后创建domains和handles，利用Morph功能为结构设定各圆角变化及深度变化形状变量，定义各形状变量的初始值和变化范围。
同时在HyperForm one－step 算法中，可以考虑工艺参数压边力的变化。
最后在HyperStudy中为问题设定优化约束和优化目标，结合HyperForm one－step 算法，经过多步迭代计算，可以找到需要的最优解。
我们在几次分析中，尝试采用了HyperStudy优化分析方法，得到了一定有指导意义的结果。
但这种最优解有时过于保守，可以根据实际情况，适当放大最优解。
四，结语
在对薄板件进行工艺可成型性分析过程中，利用HyperMorph技术对模具特征进行有效的改变，可以帮助缩短辅助建模的时间，从而加快产品投放市场的周期。
在薄板件类产品设计中，通过利用集成在HyperWorks软件包中的HyperStudy和HyperForm所进行的优化分析，可以寻找最优的的设计参数或工艺参数的组合，从而在设计早期完善设计，降低未来对模具和工艺进行修改所需要的成本。
参考文献
1.Hyperworks8.0培训资料Altair公司上海 2006
2.中国模具工业协会编先进模具制造技术研讨会论文集 2006。