板料成形CAE分析

板料成形CAE分析

实验报告

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板料成形CAE分析

一、实验目的和要求：

通过本实验的教学，使学生基本掌握有限元技术在板料塑性成形领域的应用情况，拓宽学生的知识面，开阔视野，使学生对塑性成形过程的数值模拟技术有深刻的理解，预测板料弯曲成形的性能。

二、教学基本要求：

学会使用Dynaform数值模拟软件进行板料弯曲成形过程的仿真模拟，对模拟结果具有一定的分析和处理能力。

三、实验内容提要：

掌握前处理的关键参数设置，如零件定义、网格划分、模型检查、工具定义、坯料定义、工具定位和移动、工具动画、运行分析。了解后处理模块对模拟结果的分析，如读入d3plot 文件、动画显示变形和生成动画文件、成形极限图分析、坯料厚度变化分析等。

四、实验步骤

1、导入零件模型，保存文件

打开下拉菜单File->Import，如图2所示，在F:\dynaform\BLANK_CAE目录下分别导入文件punch.igs,binder.igs,die.igs和blank.igs。

图1 导入文件窗口

3、更改零件层名

打开下拉菜单Parts－>Edit,对应不同的零件更改层名，改好层名后保存文件。

图2 修改层名窗口

4、进行网格划分

以blinder为例进行说明。

（1）、点击，只选择binder1（红色），点击OK退出。

图3

（2）、选择Preprocess—>Element进入如图3界面。选择，在surf mesh中将max size 改为5.

图4 图5

（3）、依次选select surfaces—>displayed surf-->0k-->apply，然后依次退出各个页面。网格化后的零件如图6所示。

图6网格化后的零件

4、检查工具。

仍然以binder为例。

（1）、点击preprocess—>model check，出现如图7界面。

图7

（2）、点击，选择cursor pick part，点击工具的小格单元，出现如图8界面。

图8

（3）、如果方向正确，则选择yes，否则选择no。

按这种方式检查其他的工具（die punch）。

5、定义工具和坯料材料

（1）定义工具打开Tools-->Define Tools菜单,进入工具定义窗口(如图9所示)。分别定义凹模（Die），凸模（Punch）,压边圈（Binder）。在定义Punch 和Binder 的时，还需要输入凸模行程和压边力。本实验中，定义凸模速度为2000，设定凸模行程为100，压边

力设1E6，方法如图9，图10，图11所示。

图9定义凹模过程

图10 定义凸模行程

图11 定义压边力

（2）定义坯料打开Tools-->Define Blank菜单,进入坯料定义界面，点击Add，添加坯料，点击OK，成功添加坯料几何模型，如图12所示。

图12 定义坯料

定义坯料时，还需要定义坯料的材料和属性，如图12（c）所示，分别点击Material和Property，进入材料定义界面和属性定义界面。在本实验中，选择不锈钢材料BH250，如图13，图14所示。属性的定义如图15所示。

图13 定义坯料材料

图14 材料库

图15 定义坯料属性

6、移动工具到合适位置。

X负方向移动凹模70mm，Y正方向移动凸模100.5mm。点击tools—>position tools-->move tool.

图16移动凹模与凸模、

移动之后如图17所示

图17移动之后的模具与工件

6、模具定位

打开Tools-->Position Tools→Auto Position菜单,进入工具定位窗口，在Master Tools 栏中，选中Blank，在Slave Tools 栏中，同时选中 Punch，Binder，Die。在Method 栏选中Double Side Check，在Deriction栏中选中Z方向，点击Apply完成工具定位。

图18 工具定位对话框图19 求解参数设置对话框

7、成形仿真计算

点击Analysis→LS-DYNA 菜单，进入求解模块，如图19所示。将Analysis Type 选择为Full Run Dyna 模式，点击OK进行仿真求解计算，求解计算过程如图20所示。

图20求解过程

8、后处理

求解完成后，点击主菜单上的PostProcess，进入后处理，以观察仿真成形结果。点击后处理窗口中的File，打开d3plot文件。

图19 打开d3plot 文件窗口

点击按钮，将Punch，Die，Binder零件层关闭，只保留Blank零件层。点击显示成形极限曲线，在Frames栏中，选定Single Frame，用鼠标点击不同的帧，可以看到板料在不同变形时刻的变形状态。如图20所示，为第中间某帧时板料的变形状态。

图20 后处理界面

9、分析。

由图知材料起皱，分析可能是压边力太大导致，改小了压边力以后。

图21修改后的后处理界面

图22 第16步的厚度分析