模具工借助LS—Dyna设计复杂拉伸件模具

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基于Ls-Dyna软件2种材料模型的碳纤维复合材料层合板面内剪切有限元仿真

基于Ls-Dyna软件2种材料模型的碳纤维复合材料层合板面内剪切有限元仿真

2020年12月第44卷第12期Vol.J4No.12Dec.202() MATERIALS FOR MECHANICAL ENGINEERINGDOI:10.11973/jxgccl202012016基于Ls-Dyna软件2种材料模型的碳纤维复合材料层合板面内剪切有限元仿真孟宪明',钟正S程从前2,曹铁山S赵杰2,黄亚烽-吴瑶2(1.中国汽车技术研究中心有限公司,天津300300;2.大连理工大学材料科学与工程学院,大连116024)摘要:通过准静态单轴拉伸试验和面内剪切试验获取力学性能参数,采用Ls-Dyna软件中的纤维增强复合材料渐进损伤模型和复合材料层合板连续损伤模型模拟碳纤维复合材料层合板在面内剪切载荷作用下的力学响应和破坏模式,对比了2种模型的适用性。

结果表明:在面内剪切过程中的初始线弹性阶段,2种模型都能较好地模拟出碳纤维复合材料层合板的力学特性。

随着载荷的持续增大,渐进损伤模型的载荷-位移仿真曲线依旧呈线性上升,到达载荷峰值后迅速下降,与试验曲线存在很大偏差;连续损伤模型由于引入了损伤参数,当材料出现损伤后.其载荷-位移仿真曲线呈非线性,与试验曲线吻合良好。

关键词:碳纤维复合材料;连续损伤模型;渐进损伤模型;损伤参数中图分类号:TB332文献标志码:A文章编号:1000-3738(2020)12-0085-06Finite Element Simulation of In-plane Shear of Carbon Fiber ReinforcedPlastic Laminates with Two Material Models of LS-DYNA SoftwareMENG Xianming1.ZHONG Zheng2.CHENG Congqian2,CAO Tieshan2.ZHAO Jie2,HUANG Yafeng*,WU Yao2(1.China Automotive Technology&Research Center Co.,Ltd.,Tianjin300300,China;2.School of Materials Science and Engineering,Dalian University of Technology»Dalian116024,China)Abstract:The progressive failure model of fiber reinforced plastics and the continuous damage model of composite laminate of the Ls-Dyna software were applied to simulate the mechanical response and damage modes of carbon fiber reinforced plastic laminates under in-plane shear loads,with the mechanical parameters obtained by quasi-static uniaxial tensile and in-plane shear tests.The applicability of the two models was compared.The results show that in the initial linear elastic stage during in-plane shearing,the two models could simulate the mechanical characteristics of the carbon fiber r&nforced plastic laminates.As the load continued to increase,the load­displacement simulation curve obtained by the progressive failure model still rose linearly,and dropped rapidly after reaching the load peak;the simulation curve had a large deviation from the test curve.When the material was damaged,because of the introduction of damage parameters,the load-displacement simulation curve obtained by the continuous damage model was nonlinear,which was in good agreement with the test curve.Key words:carbon fiber reinforced plastic;continuous damage model;progressive failure model;damage parameter收稿日期:2020-08-05;修订日期:2020-11-27基金项目:国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项项目(2O16YFBO1O16O2)作者简介:孟宪明(1980—),男,山东济南人,高级工程师•博士通信作者:赵杰教授0引言碳纤维复合材料(CFRP)作为一种比强度高、比刚度高、耐腐蚀性能较强的轻量化材料,广泛应用于汽车、航空航天、军工武器、高速动车等方面口切。

workbench中ls-dyna挤压成型案例

workbench中ls-dyna挤压成型案例

一、概述LS-DYNA是一款强大的有限元分析软件,广泛应用于汽车、航空航天、船舶、石油、化工、军工等行业。

本文将以工作台中的LS-DYNA软件为基础,通过一个挤压成型案例,介绍LS-DYNA软件在挤压成型仿真中的应用。

二、案例背景挤压成型是一种常见的金属加工工艺,通过对金属材料施加压力,使其变形成所需的形状。

LS-DYNA作为一款强大的有限元分析软件,可以模拟挤压成型过程中的各种力学和热力学现象,为工程师提供仿真工具,帮助他们优化生产工艺以及提高产品质量。

三、案例分析1. 模型准备在使用LS-DYNA进行挤压成型仿真之前,首先需要准备模型。

这包括几何建模、网格划分、边界条件设置等工作。

在模型准备过程中,需要考虑金属材料的流动行为、应变硬化规律以及摩擦效应等因素,以保证仿真结果的准确性。

2. 材料模型在LS-DYNA中,可以选择合适的材料模型来描述金属材料的力学行为。

常见的材料模型包括线性弹性模型、von Mises塑性模型、Johnson-Cook本构模型等。

根据实际情况选择合适的材料模型,可以更准确地描述金属材料的变形和破坏行为。

3. 边界条件在挤压成型仿真中,需要合理设置边界条件来模拟挤压装置对工件的施加力以及工件与模具之间的摩擦效应。

通过合理设置边界条件,可以保证仿真结果的准确性,并为工程师提供有价值的工艺优化信息。

4. 模拟分析在模型准备和材料模型确定之后,可以进行挤压成型仿真分析。

LS-DYNA可以模拟金属材料的流动行为、应变硬化及破坏过程,同时还可以考虑模具与工件之间的摩擦效应。

通过对挤压成型过程进行仿真分析,工程师可以了解工件的变形情况、应变分布以及破坏模式,为工艺优化提供参考。

5. 结果评估通过LS-DYNA进行挤压成型仿真后,需要对仿真结果进行评估。

这包括对工件的变形情况、应变分布、破坏模式以及挤压装置的受力情况等方面进行分析。

通过对仿真结果的评估,可以为工程师提供相关的工艺优化建议,帮助其改善挤压成型工艺,并提高产品质量。

lsdyna案例

lsdyna案例

LSDYNA案例概述LSDYNA(Livermore Software Technology Corporation’s Dynamic Analysis)是一种广泛应用于工程领域的显式动力学有限元分析软件。

它可以用于模拟和分析各种结构和材料的动态响应,包括碰撞、爆炸、撞击和变形等。

LSDYNA具有强大的计算能力和广泛的应用领域,被广泛用于汽车、航空航天、船舶、建筑和国防等行业。

LSDYNA的应用领域LSDYNA在多个领域有着广泛的应用,下面将分别介绍几个主要的应用领域。

汽车工程LSDYNA在汽车工程领域的应用非常广泛。

它可以对汽车的碰撞、安全性和耐久性进行模拟和分析。

通过LSDYNA可以对汽车的整体结构、车身、座椅、安全气囊等进行建模,并模拟各种碰撞情况下的车辆响应。

这些模拟可以帮助汽车制造商评估和改进车辆的安全性能,提高车辆的碰撞安全性和乘坐舒适性。

航空航天工程LSDYNA在航空航天工程领域的应用也非常重要。

它可以用于模拟和分析飞机、火箭和卫星等的动态响应。

通过LSDYNA可以对飞机在起飞、飞行和着陆等不同工况下的结构强度、振动响应和疲劳寿命进行评估。

这些模拟可以帮助航空航天工程师优化设计,提高飞机的结构性能和飞行安全性。

建筑工程LSDYNA在建筑工程领域的应用越来越多。

它可以用于模拟和分析建筑物在地震、爆炸和风灾等自然灾害中的响应。

通过LSDYNA可以对建筑物的结构进行建模,并模拟不同地震强度下的结构响应。

这些模拟可以帮助建筑工程师评估和改进建筑物的抗震能力,提高建筑物的安全性和可靠性。

LSDYNA的特点LSDYNA具有以下几个主要特点。

显式动力学分析LSDYNA采用显式动力学分析方法,即在计算过程中明确考虑时间因素。

这种方法适用于模拟高速碰撞、爆炸和撞击等动态过程,可以准确地捕捉物体的变形和破坏过程。

与隐式方法相比,显式方法计算效率更高,适用于大规模的动力学分析。

多物理场耦合LSDYNA支持多物理场耦合分析,可以将结构、流体、热传导和电磁场等不同物理场耦合在一起进行分析。

模具工借助LS—Dyna展开复杂零件

模具工借助LS—Dyna展开复杂零件

模具工借助LS—Dyna展开复杂零件作者:周军来源:《中国机械》2014年第02期摘要:产品制作过程中为了快速的使用成形模具进行产品试样,快速的对零件坯料展开,节约产品试做费用,缩短产品试做周期;考虑模具工对于软件简单易于操作的要求,借助于软件dynaform,粗略估算坯料大小,辅助展开坯料,找出产品成形过程可能出现的问题。

关键词:实用、坯料展开、Dynaform我们常见的金属产品都是通过模具制作出来,金属制品最常用的模具就是五金模具,五金模具中拉伸成形模具可以制作出形状复杂的零件,比如汽车底板,摩托车油箱外壳,割草机消声器等.拉伸成形模的设计与制作过程也相当复杂,需要丰富的设计制作经验,更要经历有趣而繁琐,甚至漫长的制作过程。

实践是检验真理的唯一标准,实践得到的数据回馈到理论计算,修改设计尺寸,直到做出符合外观要求和尺寸精度要求的产品。

现代产品的制作追求的是效益,激烈竞争中只有降低产品的制作成本才能提高产品的市场利益.模具工就必须降低模具成本,缩短模具开发周期,模具制作已经标准化.一付标准模具的制作费用已趋于稳定,而节约产品试做费用,缩短产品试做周期是每个模具工所追求的,也一直在努力做的.传统的模具试做产品过程为:运用公式,规范作图,绘制产品坯料展开图,再结合经验粗略修改,制作成坯料样板投入试模.在计算机发展起来后,越来越多的模具工借助软件进行设计,借助软件可以缩短设计时间,还可以避免许多不容易发现的问题,辅助模具工优化设计,缩短周期,而Dynaform正是一款专为模具工设计,简单易用的模具设计制作辅助软件.除了功能实用,辅助作用明显外,软件本身也是做到了最优化,软件大小只有256Mb,软件界面简洁,功能键简单易用.符合模具工使用习惯.针对Dynaform软件的实用性,借公司实际产品设计制作过程为例,展示一个模具工使用Dynaform软件在模具工程中的最大实用功能.零件如图: .图中绿色部分为成品外观,红色包围线条为使用Dynaform对产品坯料展开后的尺寸,并在实际制作中使用验证为正确的坯料外形尺寸.Dynaform软件辅助坯料展开图解:1.打开Dynaform,导入已设定成形角度的零件中性层;2.使用网格化预处理,将已导入的产品网格化;3.跟软件进行对话,输入产品设计冲压方向;4.设置产品材料与厚度,展开坯料(绿色为零件中性层网格,红色包围线为坯料展开尺寸);5.导出IGS提供坯料数据.借助Dynaform的优越性,使用软件展开坯料速度上是使用计算和手工作图的几十倍甚至几百倍,而且上述零件更是典型地体现了评经验会把坯料尺寸展开方向反向的问题.图中阴影部分为反向折弯,评经验坯料展开图为阴影旁红色线条所示,恰与Dynaform计算反向,而Dynaform计算是实践证明正确的. 使用Dynaform,避免了评经验无法预计的错误,从而避免了材料的浪费,节约了制作时间.对于模具工来说,是个大惊喜.而且坯料展开后一个步骤就可以将板坯合理排样,得到最高材料利用率。

dynaform使用教程及案例实战解析

dynaform使用教程及案例实战解析

二段拉伸完成,起皱有所好转。
第三段拉伸,是一步整形。图 上可以看出褶皱边界继续减少。
褶皱的问题还有通过修改压
边力等方法进行修正,我认为我 做的这个模型之所以没有完全的 消除褶皱是因为二次拉伸材料性 质和材料厚度都改变的原因。还 应该再研究二次成型材料性质的 变化用
Dynaform简介
• DYNAFORM软件是美国ETA公司和 LSTC公司联合开发的用于板料成形 数值模拟的专用软件,是LS-DYNA 求解器与ETA/FEMB前后处理器的完 美结合,是当今流行的板料成形与 模具设计的CAE工具之一。
拉深模是冲压模具中的一种,
是把板料毛坯制成开口空心件,或 使空心件进一步改变形状和尺寸的 模具。材料属于完全变形,所以就 比较容易出现起皱和断裂的危险, 这样就需要使用CAE分析其变形过 程,减少试模次数,提高模具成功 率。
首先,是要用UG、pro-e等 软件进行3d建模。然后导入 dynaform中。
如图
如图,进行die、blank的设置。
进行网格划分
检测网格划分是否有问题有 问题手动修改一下。
按照此方法继续都划分好网格, 如图。
设置参数
前处理完成,进行后处理。
通过图可以看出,在边上会
出现褶皱,但是这是一个多段式 拉伸的模具这个是第一步拉伸后 面整形步骤中可以修正。
进行二段拉伸,导入模型
前处理步骤类似第一段拉伸。
进行后处理

拉伸模具真不是想做就能做的:拉伸原理和拉伸系数整理一份送你挣大钱

拉伸模具真不是想做就能做的:拉伸原理和拉伸系数整理一份送你挣大钱

拉伸模具真不是想做就能做的:拉伸原理和拉伸系数整理一份送你挣大钱拉伸模具,尤其是深拉伸、多次拉伸模,很多设计师不愿意做,很多非专业设计拉伸模的模具厂都不愿意接单。

因为拉伸模一般来说不可能完全按照理论来走,很多东西理论是对的就是搞不出来,需要试模多次,花费大量时间调试模具。

拉伸模的基本原理拉伸是利用模具将平板毛坯或半成品毛坯拉深成开口空心件的一种冷冲压工艺。

拉伸工艺可制成的制品外形有:圆筒形、门路形、球形、锥形、矩形及其它各种不规则的开口空心零件。

拉伸工艺与其它冲压工艺结合,可制造外形复杂的零件,如落料工艺与拉伸工艺组合在一起的落料拉深复合模。

日常生活中常见的拉深制品有:旋转体零件:如搪瓷脸盆,铝锅方形零件:如饭盒,汽车油箱复杂零件:如汽车覆盖件冲压产品中,拉伸属于比较复杂的结构类型。

在常见的钢板模具拉伸工艺当中,拉伸次数、拉伸量、极限拉伸率都是一些非常高端的存在。

拉伸系数m拉伸系数是拉伸工艺计算中的主要工艺参数之一,通常用它来决定拉伸的顺序和次数。

影响拉伸系数m的因数很多,包括材料性能、材料的相对厚度、拉伸方式(指有无压边圈)、拉伸次数、拉伸速度、凸凹模圆角半径、润滑等。

有关拉伸系数m的计算和选用原则是各种冲压手册中介绍的重点,有推算、查表、计算等许多方法,祥之又祥,我也是按书选择,并无新鲜的东东,请看书。

经验2材料的相对厚度、拉伸方式(指有无压边圈)、拉伸次数是不好在修模时调整的,一定要慎重。

最好在选择拉伸系数m时找同事校一遍。

冲压材料单次拉伸极限高度值如下表:一次拉伸极限高度超过极限值会导致产品拉破、开裂。

为解决拉伸顺畅性,使拉伸更加顺畅,表面更加光滑,通常在拉伸时会加拉伸润滑油。

拉伸润滑油属性拉伸低碳钢润滑油对于多次拉伸件,在拉伸过程中材料容易变硬而影响继续拉伸。

为确保拉伸顺利进行,可对拉伸过程中材料进行热处理,以满足需求。

选材一般拉伸件产品材料是由客户指定,但是同一种材料可能会有不同型号,比如冷轧板就分:08Al、08、08F、10、15、20号钢,如果选择不当就可能设计不出合格产品。

DYNAFORM基于LS-DYNA的板料成形仿真软件介绍

DYNAFORM基于LS-DYNA的板料成形仿真软件介绍

Addendum Generation
DYNAFORM解决方案---成形仿真 产品设计到冲压零件
Binder Wrap
Draw
Trimming
Flanging
Springback
DYNAFORM工业应用及解决问题
• • • • • • • • • 起皱 拉裂 压边力 润滑方案 成形力 模具磨损 毛坯尺寸 回弹 压延筋布置
– Analytical Drawbead
• Quickly and easily defined as points and lines • Radius around line • Conveniently Modified
– Automatic drawbead force prediction provided
5 kN 10 kN
50 kN
成形力的确定
Newton
Time
原始坯料计算
DYNAFORM模拟过程
•前处理 –用于建立有限元模型
–优秀的网格划分工具
–自动化 •求解器 LS-DYNA –增量算法 –显示/隐式求解 –精确 •后处理
–读入结果
•回弹 •FLD •变形 •Etc.
DYNAFORM Simulation Procedure
Export UG Part file
– Like-to-Like Quality NURBS Surface
UG Prt File
CAD Interfaces “No Data Loss”
• Using Native Library - No Data Loss through Translation
Typical AutoForm Mesh

Ansys下复杂拉伸成型件成型工艺研究

Ansys下复杂拉伸成型件成型工艺研究

并 在 冲压 工 艺 与模 具 设 计 中 发 挥 出 越 来 越 大 的 作 A N S Y S 软件对 冲压成形过程中起皱 、破裂及 回弹等
用 。冲压成形 过程 的计算 机仿真实质上是利用数值 缺陷的预测能力 比其它软件要好得 多,目前 A N S Y S 模拟技术 ,分析 给定模具 与工艺条件的板料变型全 已在长安汽车、 南京汽车 、 中国一汽等许 多大型汽车 公 司得 到成 功应 用 。 过程 , 从而判断模具和工艺方案的合理性 。 成熟的仿
关键词 : A n s y s ; 成型 ; 工艺; 拉 伸
中图分类号 : T G3 8 6
文献标识码 : B
文章编 号: 1 6 7 — 0 0 9 3 — 0 3
冲压成形是现代 工业 中的一种重要加 工方法 , 在 汽车、 电器、 航空等各个领域都有广泛 的应用。由
于 冲压 成 形 过 程 是一 个 非 常 复 杂 的物 理 过 程 ,涉 及
着有限应变弹塑性有 限元列式 的突破, 计算机技术 的 飞 速发 展 和有 限元理 论 的成 熟 , 弹 塑性 有 限元 法 开始
用于板料冲压过程分析。 1 9 7 7 年, 在美 国通用汽车公 力学 中的三大非线性 问题( 几何非线性 、 物理非线性 司召开 了一个关于板材冲压成形力学分析 的研讨会, 和边界非线性 ) , 加上不规则 的工件形状 , 使得 冲压 会 上 K o b a y a s h i 和 N. M. Wa ng 发 表 了 两 篇 关 于 冲 压 成形有限元数值模拟分析的文章。 1 9 8 5 年, M E E K和 成形过程 的计算十分复杂 。因此传统的冲压工艺及 K o b a y a s h i 采用壳单元理论, 用 刚塑性有限元法首次 设计计算 , 然后依靠大量 的经验与反复试模 、 修模来 分析了方形盒 的拉伸过程 ,这标志着冲压成形三维 保证冲压件的成形品质 。 对形状复杂 、 表面质量要求 有限元模拟仿真的开始 。 高 的零件 , 如果采用传统方法设计模具 , 会造成研发 目 前, 板料成形 的数值模拟技术已经进入大量应

基于dynaform盒形拉深件的数值模拟

基于dynaform盒形拉深件的数值模拟

11拉深成形数值模拟【本章教学要点】11.1矩形件模具设计与数值模拟11.1.1建立模型及参数某拉深件利用solidworks建立的实体模型的三维图,如图11- 1所示。

图11- 1 拉伸件模型该板料采用奥氏体合金钢即不锈钢,厚度为1mm。

这类材料多用于制作航空发动机零件,它在高温条件下工作,可承受较高的机械负荷并对高压冷气流起到汇集与引流作用。

这类材料断面收缩率和硬化指数高,塑性好,屈强比低,故一次成形的极限变形量大。

该零件虽然结构简单,但由于该不锈钢冷作硬化效应太强,变形抗力高,零件圆角多且小,所以在凸缘部分容易起皱,在底部圆角处容易开裂。

这也正是本文研究讨论的重点。

11.1.2有限元网格模型的建立1、编辑零件名选择菜单“零件层”|“编辑”命令,分别修改毛坯零件文件名为“BLANK”,压边圈为“BINDER”,凹模零件为“DIE”,结果如图11- 2所示。

图11- 2 “编辑零件层”对话框2、零件单元网格划分选择“前处理”|“单元”命令,在弹出的“单元”对话框中单击“曲面网格划分”按钮,设置网格最大尺寸为4mm,其他参数采用默认设置,分别对DIE、BINDER、BLANK进行网格划分,结果如图11- 3所示。

图11- 3 网格划分后的模型3、零件网格检查(1)选择“前处理”|“模型检查/修补”命令,在弹出的“模型检查/修补”对话框中单击“自动翻转单元法向”按钮,使法线方向指向Z轴正方向。

(2)单击“显示边界”按钮,进行边界检查,观察单元网格是否有缺陷,结果如图11- 4所示。

图11- 4 零件网格检查4、传统设置(1)选择菜单“零件层”|“创建”命令,在弹出的“创建零件层”对话框中新建一个名为“PUNCH”的零件层,此时系统自动将新建的零件“PUNCH”设置为当前零件,如图11- 5所示。

图11- 5 “创建零件层”对话框(2)选择菜单“前处理”|“单元”命令,在弹出的“单元”对话框中单击“偏置”按钮,设置“拷贝数量”数值为1,设置“厚度”数值为1.1,单击“选择单元”按钮,在弹出的“选择单元”对话框中单击“所有显示的”按钮,单击“伸展”按钮,并调整滑块数值为1,勾选“排除”复选框,单击零件“DIE”的凸缘面,此时除凸缘面外其他部分呈高亮显示,单击“确定”,单击“应用”按钮,即完成新零件“PUNCH”的创立,如图11- 6所示。

基于DYNAFORM软件的水壶拉伸模具改进

基于DYNAFORM软件的水壶拉伸模具改进

[安装 使用 改进]DO I :10.3969/.j issn .1005 2895.2010.01.022收稿日期:2009 06 12;修回日期:2009 06 30作者简介:方明磊(1983),男,河南南阳人,在读硕士研究生,主要从事模具设计及CAE 分析方面研究。

E m a i:l fengyunrenren @si na .com基于DYNAFOR M 软件的水壶拉伸模具改进方明磊,李明哲,刘 红(浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州 310014)摘 要:水壶拉伸模由于结构复杂,在模具设计时往往需要反复试模,成本较高,采用计算机模拟冲压过程可以减少试模次数。

水壶冲压件冲压时容易在悬空区起皱(即内皱),为此,根据产品形状特点,采用特殊形状压边圈的方法来消除内皱,并用DYNA FORM 软件对其效果进行数值模拟,结果显示冲压产品中没有出现内皱,为曲面拉深模具设计提供参考。

图8参8关 键 词:金属学;抗伸模具;数值模拟;内皱;压边圈中图分类号:TG76 文献标志码:B 文章编号:1005 2895(2010)01 0081 03I m prove m ent of K ettle Dra w i ng D ie B ased on DYNAFOR M Soft w areFANG M ing le,i LIM ing zhe ,L I U Hong(Co llege ofM echan i ca l Eng i neering ,Zhe jiang U niversit y of T echno logy ,H angzhou 310014,Ch i na)Abst ract :Ow i n g to the co m p lex struct u re ,desi g n of kettle dra w i n g die o ften needs to test m ode repeatedly w ith high cos.t U si n g co m puter to si m ulate punching pr ocess can reduce the nu m ber of tests .W hen the kettle w as punched ,the product w as easy to w rinkle i n lev itation areas (that is i n ner w rinkle),according to the shape characteristics of products ,adop te d the blank holder w ith s p ecial shape to eli m inate w ri n kles then DY NAFOR M so f t w are w as used to m ake num erical si m ulation,the resu lt sho w s tha t there is no i n ner w ri n k le i n products ,w hich prov i d es reference for t h e curved surface dra w ing d ie desi g n .[Ch ,8fig .8re.f ]K ey w ords :m eta ll u rgy ;dra w i n g dies ;num erica l si m u lati o n ;inner w ri n k le ;blank ho l d er 0 引言曲面拉伸件的拉深不同于圆筒件的地方在于,曲面类零件拉伸存在悬空区(即位于凸模顶端外沿到凹模口之间的坯料部分),这部分的坯料不直接受模具力的作用,即要变形,又要传递拉力,故易产生内皱[1]。

Moldex3D 整合 LS-DYNA 预浸布分析多材质翘曲模拟更全面

Moldex3D 整合 LS-DYNA 预浸布分析多材质翘曲模拟更全面
向 的最理 想 。
Mo l d e x 3 D的射 出流动 分析会 考 虑非 连续 纤维 的排 向影 响 , 并分 离 出塑料 及纤 维排 向的影 响 。在 此 例 中 , 塑 料 造 成 的收 缩影 响较 大 , 造 成 产 品产 生 y方 向较大 的收 缩 ; 9 0。 排 向 的连 续纤 维 预 浸材 的方 向则 可 以弥 补此 收 缩 量 的影 响 , 因此 达到 产 品变形 最小 收缩 量值 的需求 。
2 0 1 7年 4月


ห้องสมุดไป่ตู้


。 1 0 5’
Mo l d e x 3 D整合 L S — D YNA预 浸 布 分 析 多 材 质 翘 曲模 拟 更全 面
连续 纤 维 复合材 料 提供产 品优越 的强 度性 能 , 其 利 用 不 同 编织 布 的迭层 设 计 达 到产 品强 度 的可 设 计 性 , 并 保 有质 量轻 的特性 。近年来 , 随着产 品减 重 的需求 日异 增 高 , 业 界 开始结 合 不 同成 型 方式 于连 续 纤维 复 合 材料 上 , 将 预热 压成 型 的纤 维预 浸 布 ( P r e p r e g ) 作 为 嵌入 件 , 并 在 预浸 布上 进行 二 次射 出加 工 , 此 方 式 可将 功 能性 结 构 附加 到 产 品上 , 更进 一 步提 高产 品结 构强 化 , 并 达 到减 重需 求 。 ・ 这样 的复合 成型 制程 称 为两 阶段包 覆成 型 ( t wo s t e p s o v e r mo l d i n g ) , 通 常包 含两 部 分 : 纤 维 预 浸 布铺 覆 程 序 ( D r a p i n g p r o c e s s ) 及二 次加 工 成型 。纤 维预 浸布 的成 型方 式是 将 干式纤 维 布 预先 浸 润在 室 温 的树脂 中 , 再 进 行 低 温冷 冻 。接着 利用 机器 手 臂移 动 片状 的 固态预 浸布 放置 在模 具 中 , 进行 铺覆 程序 。 铺 覆 程序 是 主要 目的是赋 予迭 层纤 维 布产 品外 型 , 迭 层好 的纤 维 预浸 布 会 照 射红 外 线 加 热软 化 , 进 行 压 缩 成 型后 待成 品固化 , 接着 再进 行 塑料 射 出灌注 。成 型后 的产 品包 含 连 续 性纤 维 预 浸 材及 后 射 出的 功能 件 部 位 , 而 如 何 有 效 预测结 合 两者 成 型的产 品特 性行 为是 一项 重 要课 题 。 Mo l d e x 3 D在 R1 4版本 整合 了 L S - DY NA 分 析连 续性 纤维 铺覆 程 序变 形 的能 力 : 将铺 覆 变形 后 的纤维 布 排 向 考 虑 到 Mo l d e x 3 D中, 模拟 预测 包覆 成 型产 品在 进行 二次 加 工 时 复合 材 料 产 品翘 曲变 形 的情 形 。其 中 L S - D YNA 主要进 行 连续 性纤 维压 缩成 型 的变形 行 为分 析 ; Mo l d e x 3 D则 接 续 L S - D YNA 计算 完成 的预 浸料 固体 变形 , 读人 几 何 外 型和 连续 性纤 维排 向分布结 果 , 作 为嵌件 的几 何 和材 料特 性参 数 。在流 动计 算分 析 时考虑 嵌 件 属性 的预浸 布 外 型 为边 界条 件 , 而在 翘 曲计算 时考 虑嵌 件 为连续 性 复合 材料 , 进行 多 材质 的翘 曲变形 预 测分 析 。 Mo l d e x 3 D 的多 材质 分析 功能 , 将 单轴纤 维 预浸 材 料排 向进 行 3 个 方 向 的测 试 分析 , 产生 强度 在产 品方 向上 的 差异 。结果得到 Z轴位移在纤维排向 4 5。 时变形最大 ; 纤维排向 0。 、 9 o 。 时 z轴位移的变形较小 , 其中又以 9 o 。 排

基于ANSYS LS-DYNA的连续正反拉深成形有限元模拟研究

基于ANSYS LS-DYNA的连续正反拉深成形有限元模拟研究

Form ing sim ulation and analysis of continuous positive and negative drawing based on ANSYS LS-DYNA
SUN Jia—nan,LV Yong—feng,FAN Jian—bei (Department of Mechanical Engineer ing,Zhejiang Institute of Mechanical& Electr ical Engineer ing,

posed based on the study of the finite continuous deep drawing process,parameter setting and treatment before and after processing. Using APDL statement controlled the analysis process and related parameters,the parameterization and generalizing were done. The key technical points of sim ulating continuous forming was summarized,which could be applied to finite elem ent num er ical sim ulation of continuous stam— ping. Numer ica l results show that the numerical analysis idea could achieve multiple consecutive stam ping simulation analysis,whose results were more in line with the actual situation. K ey w ords:reverse drawing;continuous forming;num er ica l sim ulation;ANSYS LS—DYNA ;APDL

模具工借助LS—Dyna设计复杂拉伸件模具

模具工借助LS—Dyna设计复杂拉伸件模具

模具工借助LS—Dyna设计复杂拉伸件模具摘要:拉伸模具是冲压模具中最复杂的模具,金属材料在拉伸模具中塑性变形,被制作成外形复杂的产品,拉伸过程中最容易出现的问题就是起皱或开裂;考虑模具工对于软件简单易于操作的要求,借助于软件dynaform,分析产品在成形过程中可能出现问题的部位,辅助修改模具结构,弥补产品成形过程可能出现的问题。

关键词:实用;拉伸;Dynaform我们常见的金属产品中有很多是桶形、盒形的三面包围结构零件,这些金属制品做的很精致、很美观,复杂的形状给人神奇的感觉。

有的表面有电镀或者涂装不同的色彩,有的可能就是金属材料本色。

虽然没有经过涂装等表面处理,但是产品表面依然手感光滑色泽鲜艳。

这是因为制作这些产品的模具的功劳,模具需要选用合适的材料,配合合理的工艺,才能做出漂亮的产品。

特别是外形复杂,表面质量要求又高的拉伸件。

拉伸成形模的设计与制作过程相当复杂,需要丰富的设计制作经验。

工艺不合理,模具结构不正确,做出来的产品就会有缺陷,有的可能表面起皱,有的可能有擦痕,有的可能有裂纹,甚至有的模具做不出产品来。

模具工作者必须安排合理的工艺工序,制作合理结构的模具来。

拉伸模具形状复杂,而且经常是需要多付模具才能做出一个产品。

每一付模具就是制作这个产品的一道工序一个步骤。

对于一个模具工来说,能够首先确定的就是第一工序模具和最后一道工序模具。

难点在于中间工序的安排设计,要几道工序,每道工序的结构如何。

这是一个把一张平板金属材料做到一个复杂形状产品的推理过程,是从二维到三维的演变。

每一步推算都是一个大胆的设想。

不能擦伤,不能起皱,更不能破裂,直到做出符合外观要求和尺寸精度要求的产品。

拉伸模具试做前必须先把必要工序的模具做出来,然后把板材放到模具中试做,试验模具结构是否合理,是否可以做出美观的产品,如果产品有缺陷然后再对模具结构进行修改,修改往往是几道工序的模具一起都要修改,牵一发而动全身,前后工序互相影响。

亚克力的lsdyna本构模型

亚克力的lsdyna本构模型

亚克力的lsdyna本构模型亚克力是常用的一种塑料材料,具有很好的抗冲击、透明度和质感,广泛应用于家居、建筑和电子产品等领域。

在工程设计和模拟中,了解亚克力的材料本构模型是非常重要的。

本构模型是用来描述材料行为的数学模型,通常包括弹性模量、屈服强度、塑性应变等参数。

亚克力的本构模型可以使用LS-DYNA软件进行建模和模拟,下面将按照步骤阐述亚克力的LS-DYNA本构模型。

第一步:在LS-DYNA软件中新建模型,选择亚克力作为模拟材料,并设置模型的尺寸和几何结构。

第二步:选择亚克力的本构模型,常用的有线性弹性模型、可退化弹性模型、Von Mises本构模型和Drucker-Prager本构模型等。

其中,Drucker-Prager本构模型可以更真实地描述亚克力的力学行为,建议选择该模型进行模拟。

第三步:设置材料参数,包括杨氏模量、泊松比、屈服强度、塑性应变等。

材料参数的设置需要参照实验数据或文献资料,以确保模型的准确性。

第四步:设置加载条件,包括加载速度、初始速度、加载方向等。

在亚克力的模拟中,通常会考虑冲击加载、剪切加载和拉伸加载等情况。

第五步:运行模拟,观察模拟结果,并进行修正和验证。

在模拟过程中,需要注意模型的收敛性、速度和应力变化等情况,以减少误差。

在以上步骤中,亚克力的本构模型选择和材料参数设置是比较关键的环节。

如果参数设置不正确,会导致模型的准确性和可靠性下降,因此需要进行反复修改和验证。

同时,需要提醒的是,本构模型只是对亚克力材料行为的近似描述,实际情况可能存在误差和偏差。

总之,了解亚克力的LS-DYNA本构模型对于工程设计和模拟是非常重要的。

通过选择合适的本构模型、设置准确的材料参数以及优化加载条件,可以更加真实地反映亚克力材料的力学行为,提高模拟结果的准确性和可信度。

基于LS-DYNA的某车前门外板模具强度分析

基于LS-DYNA的某车前门外板模具强度分析

基于LS-DYNA的某车前门外板模具强度分析申丹凤;聂昕【摘要】针对冲压件成形的复杂性以及在冲压过程中容易产生的冲压件的质量问题和模具的强度问题,通过LS-DYNA软件,以汽车冲压件前门外板作为研究对象,通过建立板料及冲压模具的有限元模型,成功模拟了前门外板的整个成形过程,最终得到模具的应力图、位移变形图,能简单直观地反映模具在冲压过程中的风险部位.同时,通过与现阶段普遍采用的ABAQUS软件分析结果进行对比,并将对比结果与实际冲压过程模具磨损情况进行比较,结果表明:基于LS-DYNA软件的分析方法的预测精度更高.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】5页(P17-21)【关键词】LS-DYNA软件;有限元分析;模具强度【作者】申丹凤;聂昕【作者单位】湖南湖大艾盛汽车技术开发有限公司,湖南长沙410000;湖南大学机械与运载工程学院,湖南长沙410082【正文语种】中文【中图分类】TG156近年来伴随着汽车行业的高速发展,车身作为汽车四大总成之一,其造价的比例已经上升到整车的50%~70% ,车身的设计及制造已经成为整车开发的主要环节之一[1]。

传统地来讲,车身的生产基本分为4个阶段:冲压、焊接、涂漆及装配。

而冲压生产作为基础阶段,也是不确定因素最多的一个阶段。

因此,覆盖件成形是整个产品能否批量生产的基础保证,在其成形阶段出现的质量问题也比较多,造成的因素也比较多,而模具质量的好坏就是其中决定性的因素[2-3]。

近年来,有限元法在结构强度、振动模态分析、电磁分析、板料成形、传热学中的温度场分析、材料流动及流体力学中的流体场分析等多个工程领域取得了巨大成功[4]。

然而,在汽车零件成形方面,此方法主要集中在解决板料在成形中的各种问题,对于冲压模具而言,它在传统的有限元分析中一直未被重视,板料的成形过程中模具被视为没有几何变形的刚性部件。

然而,随着人们对汽车的质量和美观要求的不断提高,同时大量高强度钢板越来越普遍地应用于现代汽车的车身零件中,导致模具在工作时的磨损和变形越来越严重,所以模具的CAE分析受到越来越多的国内外学者的关注。

dynaform拉伸件实验报告

dynaform拉伸件实验报告

dynaform拉伸件实验报告
杯形件拉深有限元分析报告
1、几何模型
凸模
压边圈
坯料
凹模
凸模尺寸Φ18mm,模具间隙取1.1t。

坯料直径Φ50mm
压边圈内径为Φ24mm,外径为Φ54mm
2、材料模型和性能参数
材料选用DQSK低碳钢,板料厚度1mm。

屈服准则采用三参数Barlat—Lian各向异性屈服函数。

本构关系如下:
板料力学性能参数表
3、接触类型以及边界条件
接触类型:forming-one-way-surface-to-surface。

动态摩擦系数取0,静态摩擦系数0.125。

4、模拟结果分析:
厚度变化:
厚度云图
成形件厚度分布规律
不同点在不同时刻厚度变化板料厚度对成形性能的影响
摩擦系数对成形性的影响
模具圆角半径对成形性的影响
压边力大小对成形性的影响。

二次拉伸法成形复杂零件的数值模拟(翻译)

二次拉伸法成形复杂零件的数值模拟(翻译)

二次拉伸法成型复杂零件的数值模拟杨建华,陈军,何丹农,阮雪榆(塑性工业技术部,上海交通大学,第200030,中国上海)摘要:选择汽车内门板的加工为例,研究复杂金属板材在二次拉伸中的拉伸成形。

通过使用CAD、UG和DYNAFORM软件,分析了简单零件和复杂零件在CAD 建模时的特征、有限元模型及参数的选择。

研究了影响汽车内门板二次拉伸成形时的三个最主要参数:屈服应力、应变硬化指数和各向异性指数。

结果显示,随着板厚的增加屈服应力的影响增大,但应变硬化指数的影响不随料厚的改变而变化。

另外,具有大各向异性指数的金属具有好的可成形性。

关键词:汽车内门板;复杂金属;二次拉伸;数值模拟CLC数:TG301 文献代号:A1 绪论最近几年里,随着计算机软硬件的快速发展,以计算机技术、图形学、机械设计及加工和计算机辅助设计的交叉联合发展为基础的数值模拟技术在金属板料成形领域里得到了广泛应用。

[1,2]然而直到现在为止,数值模拟仍主要用于弯曲、拉伸,法兰成形和起皱等基础模型和变形的模拟,象汽车内门板这样变形复杂的零件的模拟工作仍受到严重的限制,而且很难用于指导实践生产过程。

[3-7]本文以汽车内门板(如图1所示)的模型为例研究了复杂板料的二次拉伸过程。

一般来说,汽车门板的生产包括下面几个步骤:冲裁、拉伸、二次拉伸、翻边、切边和冲孔。

一般来说,拉伸是其中的关键技术,它直接影响产品的质量、材料的利用率、生产效率和制造成本。

由于其成形深度大,所以必须采取二次拉伸的方法成形。

图1 汽车内门板2 汽车内门板的受力特征在汽车内门板的生产过程中,板料产生中心的胀形和周围的弯曲变形,这些变形主要产生在板料的边缘区域。

由于直边的变形小,因此其所需的径向张力也小;在弯曲的边缘区域,变形程度的,其所需的径向张力也大。

整个大变形的侧壁所需的径向张力都急剧增加。

金属的中央由于拉应力和径向张力都很小,故能产生胀形变化,在这个过程中,巨大的切向压应力会使材料起皱而影响成形。

基于LS-DYNA的理想弹塑性材料本构关系模型开发基本方法

基于LS-DYNA的理想弹塑性材料本构关系模型开发基本方法

基于LS-DYNA的理想弹塑性材料本构关系模型开发基本方法李嘉文;李美求;李旭东;罗竞波【摘要】LS-DYNA是一款功能强大的有限元分析计算软件,软件自身含有强大的材料库,更允许用户添加自定义的材料本构关系模型,用于得到更准确的仿真结果.基于该平台,介绍了该软件与用户自定义材料子程序之间的数据交互关系,并利用弹塑性力学相关知识,分别建立了理想弹塑性材料的弹性本构关系与塑性本构关系,最后通过算例验证了所构建材料本构关系的正确性,并编写了基于LS-DYNA平台的理想弹塑性材料本构关系,介绍了开发的基本方法,为应用自编写复杂本构关系材料的工程仿真提供了基础.【期刊名称】《长江大学学报(自然版)理工卷》【年(卷),期】2017(014)017【总页数】4页(P49-52)【关键词】LS-DYNA;材料本构关系;二次开发【作者】李嘉文;李美求;李旭东;罗竞波【作者单位】长江大学机械工程学院, 湖北荆州 434023;长江大学机械工程学院, 湖北荆州 434023;长江大学机械工程学院, 湖北荆州 434023;长江大学机械工程学院, 湖北荆州 434023【正文语种】中文【中图分类】TG113.25LS-DYNA是一款功能齐全的几何非线性、材料非线性以及摩擦和接触分离等界面状态非线性有限元数值计算软件。

凡是涉及接触-碰撞、爆炸、穿甲与侵彻、应力波传播、金属加工、流固耦合等问题,LS-DYNA都可以进行求解。

目前,LS-DYNA在国防军工、岩土工程、土木工程、建筑、汽车等领域中均获得广泛应用[1]。

虽然LS-DYNA软件自身拥有较完善的材料库,涵盖了弹性、弹塑性、复合材料、蜂窝材料、丝织物、胶类物、生物肌体、炸药、推进剂、混凝土、土壤、地质、超弹性、橡胶、泡沫、玻璃、粘性流体、刚体等各种材料模型[2],已经可以满足大部分的工程需要,但在实际工程中,针对特殊情况,用户更希望使用自定义的材料本构关系模型,如特殊的材料屈服条件,用以得到更准确的仿真结果。

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模具工借助LS—Dyna设计复杂拉伸件模具
摘要:拉伸模具是冲压模具中最复杂的模具,金属材料在拉伸模具中塑性变形,被制作成外形复杂的产品,拉伸过程中最容易出现的问题就是起皱或开裂;考虑模具工对于软件简单易于操作的要求,借助于软件dynaform,分析产品在成形过程中可能出现问题的部位,辅助修改模具结构,弥补产品成形过程可能出现的问题。

关键词:实用;拉伸;Dynaform
我们常见的金属产品中有很多是桶形、盒形的三面包围结构零件,这些金属制品做的很精致、很美观,复杂的形状给人神奇的感觉。

有的表面有电镀或者涂装不同的色彩,有的可能就是金属材料本色。

虽然没有经过涂装等表面处理,但是产品表面依然手感光滑色泽鲜艳。

这是因为制作这些产品的模具的功劳,模具需要选用合适的材料,配合合理的工艺,才能做出漂亮的产品。

特别是外形复杂,表面质量要求又高的拉伸件。

拉伸成形模的设计与制作过程相当复杂,需要丰富的设计制作经验。

工艺不合理,模具结构不正确,做出来的产品就会有缺陷,有的可能表面起皱,有的可能有擦痕,有的可能有裂纹,甚至有的模具做不出产品来。

模具工作者必须安排合理的工艺工序,制作合理结构的模具来。

拉伸模具形状复杂,而且经常是需要多付模具才能做出一个产品。

每一付模具就是制作这个产品的一道工序一个步骤。

对于一个模具工来说,能够首先确定的就是第一工序模具和最后一道工序模具。

难点在于中间工序的安排设计,要几道工序,每道工序的结构如何。

这是一个把一张平板金属材料做到一个复杂形状产品的推理过程,是从二维到三维的演变。

每一步推算都是一个大胆的设想。

不能擦伤,不能起皱,更不能破裂,直到做出符合外观要求和尺寸精度要求的产品。

拉伸模具试做前必须先把必要工序的模具做出来,然后把板材放到模具中试做,试验模具结构是否合理,是否可以做出美观的产品,如果产品有缺陷然后再对模具结构进行修改,修改往往是几道工序的模具一起都要修改,牵一发而动全身,前后工序互相影响。

这样反复试验最后直到做出完美的产品。

这个试验过程可能很漫长,因为试后修,修后试,都是时间的累计。

这个过程也有可能很短暂,那就是模具机构设计合理,第一次试模就直接做出漂亮的产品。

模具结构设计能够一步到位,那除了丰富的设计制作经验,更要细心,首先判断必然出现的情况,还要去发现可能存在的隐患。

做出判断容易,隐患就很难发现了。

而Dynaform正是一款专为模具工设计,能够分析复杂拉伸成形过程的模具设计制作辅助软件。

针对Dynaform软件的实用性,借公司实际产品设计制作过程为例,展示一个模具工使用Dynaform软件在拉伸模具设计中的最大实用功能。

此零件外形尺寸为:长81,宽56,高29。

从外形尺寸来看,这是一个很容易拉伸的盒形零件。

那么这个零件是不是就是一付拉伸模具就可以完成呢?实际并非如此。

由于其表面还有复杂的形状,有起伏,有凹凸,更有小圆角,还有包边。

零件中小圆角(R0.5)部位是估计可能出现破裂的地方。

根据以往经验,可设定此零件模具工序为:1.下料,2.成形,3.整形,4.切边冲孔,5.翻边,6.包边。

最后证明工序划分是正确的。

然后就是确定每道工序的模具结构。

对每道工序分析如下:
1.下料:使用>中的方法估算坯料尺寸,定制样板。

2.成形:估计零件中小圆角部位可能出现破裂,将成形凸模R0.5部位暂改为R1.5。

分型面圆角R4。

3.整形:按照零件外形尺寸制作凹模,整出成形凹模圆角所成的分型面圆角R4-R1。

4.切边冲孔:再次使用>中的方法估算切边尺寸,冲孔部位按零件尺寸公差要求冲孔。

5.翻边。

6.包边。

现在再用Dynaform软件对此零件进行拉伸分析,操作步骤如下:
1.导入针对产品零件设计的凹模曲面图形,导入产品坯料展开外形线条尺寸。

2.编辑零件层,将凹模曲面和坯料外形放到不同的零件层中。

3.对凹模曲面单元网格化处理,转化为工具单元。

4.使用毛坯生成器将毛坯外框生成毛坯,并定义坯料属性。

5.使用自动设置定义模具工具,定义坯料,并将模具工具定位到合理的位置。

6.提交方案,进行计算分析。

分析结果如下图:
图中色彩定义为材料的厚度,划分为(红色-破裂,黄色-裂纹,绿色-不变,
蓝色-起皱,紫色-叠料)。

在经验分析阶段时估计零件小圆角部位可能破裂。

与Dynaform软件分析结果对比后,发现有出入。

Dynaform软件分析结果如色彩变化图显而易见,估计部位没有破裂,而图中出现了5处可能破裂的部位(红色黄色区域),更加显示了有可能起皱的部位(蓝色区域)。

实际试模后发现,Dynaform软件分析结果更接近实际情况,然后对模具结构修改,改变成形凸模圆角大小,避免破裂,并加大了四个顶角边的压料力,避免起皱,最终解决了问题。

实践证明Dynaform软件比光凭经验大有优势,它显示直观,不用去多角度推算,也不用冥思苦想,只用辨别颜色就可以知道零件拉伸过程可能出现的问题,而且它还往往反应了我们凭经验考虑不到的地方。

同时在软件上,在设计阶段就对模具进行修改,比在试模过程中对实物进行修改要方便得多,速度更是不用说,最主要是省去了修改费用。

让模具工作者能够处理复杂的拉伸成形模具一步到位。

事半功倍。

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