冲压件回弹有限元仿真分析
板料冲压成形的弹塑性有限元仿真分析方法
（ ． ｈ ｏ ｆＭ ｅ ｈａ ｒ ｎ ｃ Ｅｎｇ ｎ ｅ ｉ ｇ，Ｃｈ ｎ ｃ ｕ ｉ ｅ ｓ ｔ ｆＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ，Ｃｈ ｎ ｃ ｕ ３ ０ ２，Ｃｈ ｎ １ Ｓｃ ｏ ｌｏ ｃ ｔ ｏ ｉ ｉ ｅ ｒｎ ａ ｇ ｈ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｙ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ａ ｇ ｈ ｎ１ ０ １ ｉａ ２ Ｓｃ ｏ ｌｏ ｓｃ Ｓｃｅ ｅ ． ｈ ｏ ｆＢａ ｉ ｉｎｃ ，Ｃｈａ ｇｃ ｕ ｎ ｈ ｎ Ｕｎｉ ｅ ｓ ｔ ｆＴｅ ｈ ｏ ｏ ，Ｃｈ ｎ ｃ ｕ ３ ０ ２，Ｃｈ ｎ ） ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇｙ ａ ｇ ｈ ｎ１ ０ １ ｉａ
ｇ ！ ！堕 ！ ！曼 璺 ｉ ！ ！ ２ ！ ２
！： ！ ！
板 料 冲 压 成 形 的 弹 塑 性 有 限元 仿 真 分 析 方 法
厉 呈 臣 潘 晓 辉 韩 秀 清 ， ，
（ ． 春 工业 大 学 机 电 工程 学 院 ，吉 林 长 春 １ ０ １ ；２ 长 春 工 业 大 学 基 础 科 学 学 院 ， 林 长 春 １ ０ １） １长 ３０２ ． 吉 ３ ０ ２
Ｏ 引 言
板 料 成 形 是 利 用 模 具 对 金 属 板 料 的 冲 压 加 工， 获得质 量轻 、 面光 滑 、 型美观 的冲压 件 ， 表 造 具
现 使这 些 问 题 有 了 巨大 的改 善 。板 料 成 形 Ｃ ＡＥ
分 析 软件 ， 以在 产 品原 型 设 计 阶 段进 行 工 件 坯 可 料 形状 预示 、 品可成 形性 分析 ， 产 以及工 艺方 案优 化 ， 而有 效地 缩短 模具 设 计周 期 ， 从 大大 减少 试模
冲压模具仿真分析报告范文
冲压模具仿真分析报告范文一、引言冲压模具在现代工业生产中起着至关重要的作用，它们被广泛应用于汽车、电子、家电等行业。
为了提高冲压模具的设计和加工质量，缩减生产成本和周期，仿真分析成为一种重要的手段。
本报告旨在通过冲压模具仿真分析，评估模具在冲压过程中的性能和效果。
二、仿真模型建立本次仿真分析选择了一款汽车车门内板的冲压模具作为探究对象。
起首，依据实际工程图纸，利用CAD软件建立了模具的三维几何模型。
然后，依据冲压工艺要求，确定了冲压过程中的材料参数、模具间隙等关键参数，并将其应用于仿真模型中。
三、仿真分析结果通过有限元分析软件，对建立的冲压模具进行了仿真分析。
起首，对模具进行了应力和变形分析。
结果显示，在冲压过程中，模具的应力集中区域主要集中在凸模和凹模的接触面，而变形主要发生在模具的弯曲部位。
进一步分析表明，模具的应力和变形状况均满足设计要求，不存在严峻的变形或破坏现象。
其次，对模具进行了冲压过程的仿真模拟。
通过动力学仿真分析，得到了冲压过程中模具的运动轨迹和变形状况。
结果显示，模具的运动与冲压工艺要求基本一致，冲压件的成型效果良好。
同时，仿真结果还表明，模具的运动过程中存在一定的震动，需要进一步优化模具结构以缩减震动影响。
四、结论与建议通过冲压模具仿真分析，得到了以下结论：1. 冲压模具的应力和变形状况满足设计要求，不存在严峻的变形或破坏现象。
2. 冲压过程中模具的运动与冲压工艺要求基本一致，冲压件的成型效果良好。
3. 模具的运动过程中存在一定的震动，需要进一步优化模具结构以缩减震动影响。
基于以上结论，我们提出以下建议：1. 在模具设计阶段，应重视优化模具结构，缩减震动影响，提高冲压过程的稳定性。
2. 针对模具的应力集中区域，可以思量增加材料的强度或改变接触面的外形，以提高模具的寿命和耐用性。
3. 进一步探究冲压模具的动力学特性，以优化运动轨迹，提高冲压件的成型精度和一致性。
五、总结本次冲压模具仿真分析报告对一款汽车车门内板的模具进行了全面的性能和效果评估。
车身高强度钢板冲压回弹仿真与控制研究的开题报告
车身高强度钢板冲压回弹仿真与控制研究的开题报告1. 题目车身高强度钢板冲压回弹仿真与控制研究2. 研究背景汽车车身的轻量化是未来发展趋势之一，高强度钢板的运用是实现车身轻量化的有效途径之一。
但是，在车身高强度钢板冲压加工过程中，由于材料属性的影响，会出现材料的回弹现象，导致成型精度不高、材料浪费等问题，严重影响生产效率和成本控制。
因此，如何减少材料的回弹现象，提高成型精度，是当前亟待解决的问题。
3. 研究内容该项目旨在通过数值仿真和控制实验研究，探索车身高强度钢板冲压回弹现象的发生机理、回弹预测与仿真技术、回弹控制技术等方面的问题。
具体研究内容包括：（1）理论分析车身高强度钢板冲压回弹机理，确定影响回弹的因素和关键参数；（2）开展高强度钢板的回弹性能测试，建立高强度钢板回弹模型和数值模拟的方法；（3）通过有限元仿真，分析高强度钢板冲压回弹现象，探究不同冲压参数对回弹率的影响；（4）探索回弹控制的方法和措施，为改进高强度钢板冲压工艺提供指导；（5）开展相关实验验证，验证仿真结果的有效性，并分析实验结果与理论分析的符合程度。
4. 研究意义高强度钢板是汽车轻量化的重要途径，但回弹现象的存在限制了高强度钢板的应用范围，提高回弹控制技术，不仅可以提高高强度钢板冲压加工的精度和效率，也可以控制成本，提高汽车制造的竞争力。
本项目研究将有助于揭示高强度钢板冲压回弹现象的机理和规律，为开发车身高强度钢板提供理论指导，具有重要的理论和应用价值。
5. 研究方法本项目将采用综合的研究方法，包括理论分析、实验测试、数值仿真等方法。
其中，有限元仿真是本项目的核心内容，通过建立合适的材料模型、数值模拟模型和仿真算法，模拟高强度钢板冲压加工过程中的回弹现象，提高加工精度和效率。
同时，对仿真结果进行实验验证，保证仿真的可信度，对回弹控制方法和方案进行优化和改进。
6. 研究进度（1）文献调研和材料测试：1月~2月（2）有限元仿真和分析：3月~7月（3）回弹控制方法和方案研究：8月~10月（4）实验验证和成果总结：11月~12月7. 研究组成员本项目研究团队由一名项目负责人和四名研究成员组成，其中包括两名有限元分析专家、一名材料测试和分析专家、一名自动控制专家。
板料冲压成形及回弹有限元模拟分析
Ku=F
式中K为总刚度矩阵；u为位移向量；F为节点载荷向量。
在隐式算法中，对于第i个给定的加载增量，用Newton-Raphson迭代法，需要求解下面的方程：
板料冲压成形及回弹有限元模拟分析
摘要
回弹是板材冲压成形过程中不可避免的普遍现象，直接影响到冲压件的尺寸精度和零件最终形状。本文利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件中的非线性动力的显式、隐式连续求解功能，模拟了板料冲压成形过程与卸载后板料回弹变形的全过程，得到了成形过程中任一时刻各处Von-Mises应力云图和应变值及卸载后板料的回弹结果，帮助我们更好的认识分析板料冲压成形以及回弹过程中物质内部的变化。
ANSYS／LS-DYNA是一个通用的显示非线性动力分析有限元程序，近年来开发的板料冲压成形数值模拟新功能，取得了很大成功。通过计算，可以观察板料冲压成形过程中的变形状态、应力状态和壁厚变化，了解可能出现的起皱和开裂现象。此外，ANSYS／LS-DYNA程序具有显式、隐式求解功能，用显式求解模拟动态成形过程，然后用隐式求解模拟线性回弹变形。这不仅能够模拟材料变形过程，而且也能较好地计算回弹现象，比较准确地得到材料最终成形状态。
关键词：板材冲压，回弹，非线性有限元分析，数值模拟
Sheet metal stamping and rebound finite element simulation analysis
Abstract
The rebound is inevitable common phenomenon in sheet metal forming process, a direct impact on the final shape to the dimensional accuracy of the stampings and parts. In this paper, the nonlinear dynamic finite element software ANSYS / LS-DYNA explicit, implicit sequential solution function to simulate thespringbackdeformation of the sheet after sheet metal stamping process and uninstall the whole process, forming process at any time throughout the Von-Misesstress cloud and strain and after unloading sheetspringbackresults, help us to a better understanding analysis sheet metal stamping and rebound process material internal changes.
第 6 章 基于etaDYNAFORM 的冲压模有限元仿真.
第6章 基于eta/DYNAFORM 的冲压模 有限元仿真(Typical Examples of FiniteElement Analysis Based oneta /Dynaform)教学目标在板料成形过程中，传统的设计方法很难预测其在冲压成形过程中板料的破裂、起皱、减薄、划痕、回弹等缺陷；然而利用有限分析软件恰恰解决了这个问题，它能够对整个模具开发过程进行模拟。
其中eta/DYNAFORM 具有易学易懂、操作简便、直观等特点，从而为板料成形及模具设计提供帮助。
希望通过本章的学习，使学生基本掌握eta/DYNAFORM 软件的使用方法。
本章应该具备的能力：具备冲模理论、理论力学、材料力学基础知识，初步学会利用有限元分析软件进行辅助模具分析和设计。
教学要求 能力目标 知识要点权重 自测分数 掌握eta/DYNAFORM 的基本命令功能前处理、坯料工程、零件展开40% 掌握快速设置/拉延功能 板料、工具定义30% 掌握后处理分析功能成形极限图、厚度变化、应力云图30% 引例如右图所示带凸缘盒形制件，利用eta/DYNAFORM完成如下分析：(1) 运用eta/DYNAFORM 软件一步法展开凸缘盒形制件的毛坯外形。
(2) 运用eta/DYNAFORM 软件分析此凸缘盒形件是否可以一次拉深成形。
(3) 如不能一次拉深成形，那么R 取多大值制件可以一次拉深成形？模具设计与制造·158· ·158·众所周知，对于圆筒形制件拉伸模具来说，早已具有完整的设计、计算方法及其数据资料。
但对于圆锥形制件或盒形制件拉伸模具，就没有像圆筒形制件拉伸模具那样的解析理论，设计、计算变得尤为复杂，而且是半理论、半经验的设计方式。
为此，板料成形CAE 技术应运而生，它为解决上述难题提供了有效手段，已经成为国际塑性加工领域的一个研究应用热点。
从20世纪70年代后期开始，经过二十多年的发展，板料成形数值模拟技术逐渐走向成熟，已形成了商品化的板料成形分析CAE 软件，得到了许多工业部门的重视和应用：国外的著名大型汽车制造公司，都已开始应用板料成形分析CAE 软件指导板料成形件的开发和生产，产生了很好的经济效益。
板材冲压切边回弹有限元模拟中的切边处理技术
第11卷第5期2004年10月塑性工程学报J OU RNAL OF PLASTICIT Y EN GIN EERIN GVol 111 No 15Oct 1 2004板材冲压切边回弹有限元模拟中的切边处理技术3(11吉林大学数学学院,长春 130025) 杨 光1,2(21吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室,长春 130025) 胡 平 吴志强摘 要:针对板材三维冲压成形的切边回弹问题,提出了基于大变形弹塑性有限元数值模拟理论的切边处理AIA 方法。
通过给定的模板,采用向前推进的方式对于切边线经过的单元进行处理,保证了网格的质量,由于调整过程中网格拓扑结构变化不大,直接把物理量转换到新调整单元的节点上,保证了转换后的精度。
最后将其集成到独立研制的冲压成形性分析软件KMAS 系统中。
两个数值实例验证了本文提出的切边算法的有效性。
关键词:AIA method ;切边处理技术;冲压成形;切边回弹;KMAS 系统中图分类号:TG 386;O241182 文献标识码:A 文章编号:100722012(2004)05200052043由国家“九五”重点科技攻关项目、国家自然科学基金重点项目(19832020)以及教育部重点科技攻关课题(99034)联合资助。
杨 光 E 2mail :yangg @public 1cc 1jl 1cn作者简介:杨光,男,1966年生,博士,副教授,主要从事CAD/CAE/CA G D 的研究收稿日期:2004201220;修订日期:20042092301 引 言随着汽车工业及相关工业发展对产品质量和精度要求的不断提高,金属板材在冲压过程不可避免的脱模回弹与切边回弹现象正在愈来愈引起产品制造部门工程技术人员的重视。
特别是各种浅拉延件,回弹问题更加明显,解决回弹问题的重要性也更加突出。
对回弹问题控制的准确性与否将严重影响汽车覆盖件的成形质量和尺寸精度,也是实际工艺中很难有效克服的成形缺陷之一。
基于CAE仿真弯曲件冲压的回弹分析
目录摘要 (III)ABSTRACT ................................................................................................................. I V 第一章绪论 . (1)1.1 引言 (1)1.2 课题研究的背景和意义 (2)1.3 国内外研究现状 (2)1.3.1 国内现状 (2)1.3.2 国外现状 (3)1.4 本课题主要内容 (5)第二章弯曲件的冲压理论分析 (6)2.1 弯曲件的分类及冲压变形特点 (6)2.1.1弯曲件的分类 (6)2.1.1大弯曲件及其变形特点 (7)2.1.2小弯曲件及其变形特点 (7)2.2 冲压弯曲回弹机理 (9)2.2.1 冲压弯曲的回弹机理 (9)2.2.2 弯曲件在成型过程中的应力分析 (9)第三章弯曲零件的回弹预测及控制方法 (12)3.1 回弹预测常用的计算方法 (12)3.1.1 解析法[7] (12)3.1.2 实验法 (13)3.1.3 有限元数字模拟法 (13)3.2 常用的回弹控制方法 (14)3.2.1 模具结构方面[1] (14)3.2.2 工艺方法方面 (19)3.2.3改进零件的构造工艺性方面 (19)第四章基于DYNAFORM的冲压实例的仿真分析 (21)4.1、DYNAFORM简介[1] (21)4.2、冲压回弹分析的一般过程 (21)4.3 U形弯曲零件冲压回弹过程仿真分析 (24)4.3.1U形弯曲零件冲压回弹指标[9] (24)4.3.2三维模型的创建 (24)4.3.3网格划分 (26)4.3.4零件参数设置 (28)4.3.5板料成型分析 (29)4.3.6提交运算 (32)4.3.7后处理 (32)4.3.8成型极限图（FLD图） (33)4.4回弹分析 (34)4.4.1成型分析 (34)4.4.2回弹量的计算 (34)4.5影响回弹的关键因素 (36)4.5.1摩擦系数 (37)4.5.2压边力 (37)4.5.3拉延筋阻力 (38)4.5.4模具间隙 (39)4.6本章小结 (40)结论 (41)参考文献 (42)致谢...............................................................................................错误!未定义书签。
金属板材冲压回弹的测量及曲率评价
金属板材冲压回弹的测量及曲率评价随着金属材料运用在机械制造中日益广泛，金属板材冲压回弹现象越来越受到广大技术人员的重视。
金属板材冲压是一种在普通温度下，将金属板材通过塑性变形，达到改变结构及外形的力学方法，它能够获得更复杂的结构件，使得材料加工的成本降低，同时能够有效地提高产品的强度、精度及一致性。
金属板材冲压回弹是指在冲压过程中，板材会经历一段回缩过程，板材受到冲压造成的变形会形成某种弹性和机械能量储存，当外力作用终止后，板材会根据其内部压缩能量，出现一定的回复变形。
金属板材冲压回弹的研究对于分析及控制金属板材冲压过程中的变形情况及性能行为很有重要的意义，因此对于不同的金属板材，在不同的操作参数条件下测量冲压回弹和曲率是一项重要的工作。
一般而言，金属板材冲压回弹的测量方法有三种：第一种是采用有限元方法，分析冲压结构的曲率变化；第二种是在内模模具中实际进行测量；第三种是采用冲压模拟方法，测量冲压角度和曲率。
对于金属板材冲压回弹的曲率评价，一般有两种方法：第一种是采用有限元方法，检测变形结构的曲率变化；第二种是采用实验方法，根据实际测量结果来评价板材曲率。
有限元方法可以比较高效地进行模拟仿真，从而有效评估金属板材的回弹曲率。
实验方法
可以根据实际测量结果快速评估金属板材的曲率变化，且准确性较高。
总之，金属板材冲压回弹的测量及曲率评价中，无论是采用有限元还是实验方法，都需要把握好冲压参数，以保证测量结果的准确性、可靠性和精确性。
且从来板材的强度、精密度、一致性及其冲压制件的可靠性、稳定性等方面，都必须做到达到机械设计或生产要求，而金属板材冲压回弹的测量及曲率评价是金属板材的质量控制的基础工作，因此有必要加以重视和加强。
有限元非线性回弹的分析方法
基于ansys金属板料冲压成型回弹的分析方法关键字：板料冲压成型|回弹摘要：金属板料冲压成型由于板料冲压成型过程十分复杂，使得对其成型控制非常困难，随着有限元模拟技术的迅速发展，利用有限元软件模拟金属板料冲压成型过程及分析其回弹量已成为可能，本文介绍了利用有限元软件Ansys对金属板料冲压成型过程进行模拟和回弹分析的方法。
金属板料冲压成型是利用金属塑性变形的特点，通过对金属板料施加压力，使其产生塑性变形从而获得所需要的形状[1]。
由于板料冲压成型过程包含大位移、大变形等十分复杂的物理现象，使得对其成型控制非常困难，以前更多的是通过反复试验的方法制造出合乎要求的产品，其过程需要花费大量的时间和经费[2]。
随着有限元模拟技术的迅速发展，利用有限元软件模拟金属板料冲压成型过程及分析其回弹量已成为可能，本文介绍了利用有限元软件Ansys对金属板料冲压成型过程进行模拟和回弹分析的方法。
1 Ansys软件分析回弹问题的流程图1 Ansys软件分析回弹问题的流程图有限元软件Ansys分析回弹问题的流程如图1所示[3]，是利用显示——隐式顺序求解技术来分析回弹问题，为了要得到最终的结果，需要先进行显式计算，然后将显式计算的最终结果输入到隐式模型中进行隐式计算。
2 有限元分析2.1有限元模型建立有限元模型是模拟板材成形工艺过程的基础，具体的有限元模型要根据工件、模具的实际结构形状来建立，要能够反映出实际加工过程中被成形板材、模具之间的相对位置，以及它们之间的相对运动关系。
本文主要讨论的是实现冲压成型回弹分析的模拟方法，故采用比较简单的模型来说明这个问题，模型如图2所示，凸模和凹模表面为非均匀的样条曲线，板料为规则的长方形薄扳。
由于是板材，建模时只需建为平面，厚度在定义单元时再输入。
2.2单元和材料及网格剖分表1 材料性能参数表密度弹性模量(GPa)泊松比屈服极限（MPa）强度极限（MPa）钢板7865188.780.324352598凸模、凹模78002000.3在实际成型加工时，相对于板材的变形，模具的变形可以不作考虑，除非研究问题是计算模具的应力、应变，在这种条件下，输入材料参数时可以把凸模、凹模定义为刚体，这样处理可以减小很多的计算量，并且计算精度不会差多少，但材料的弹性模量、泊松比仍需按真实值定义，不能够认为是刚体就需要定义为很大的值，否则会在计算时出现不收敛的情况，材料的力学参数如表1所示，采用Plastic -Kinematic材料模型。
冲压件回弹有限元仿真分析
冲压件回弹有限元仿真分析摘要针对不锈钢件难以成形以及在冲压过程中易产生回弹，采用有限元分析软件DYNAFORM，以沈阳地铁2号线连接板为例，对模拟得到的材料厚薄图、材料回弹图进行分析，优选工艺设计。
阐述了CAE技术在模具开发中的重要作用。
关键词有限元分析；冲压；DYNAFORM0 引言2006年大连机车引进了不锈钢城轨车体生产线，并先后承接大连快轨金州延伸线、沈阳地铁2号线、天津地铁2号线城轨地铁车辆的生产。
不锈钢相对传统碳钢城轨车有外表面无需涂装，可有效实现车辆轻量化，可有效提高车辆使用寿命等优点。
虽然有以上优点，但是奥氏体不锈钢热膨胀系数是钢的1.1倍，弹性模量大，抗拉强度屈服强度大，这些特点决定了不锈钢车体从设计到制造都与碳钢车体有着很大的不同。
它决不是简单的材料替换，而是一种全新的车体，因此开发周期和质量都难以控制。
在不锈钢车体中有大量的冲压件，对不锈钢车体的生产起着至关重要的作用。
回弹是冲压模具设计中要考虑的重要因素之一。
回弹现象主要表现为整体卸载回弹、切边回弹和局部卸载回弹，当回弹量大于允许容差时，就会影响冲压件的产品精度，从而产生缺陷产品。
因此，回弹一直是影响、制约模具和产品质量的重要因素。
本文以地铁车辆中的连接板为例，使用DYNAFORM软件对板材进行冲压成形模拟仿真，预测冲压所产生的回弹，为模具的设计提供前期依据。
1 DYNAFORM介绍美国ETA公司和LSTC公司联合研发的DYNAFORM软件，是一种基于有限元方法建立，模拟仿真板料成型过程的专用软件。
Dynaform软件包含BSE、DFE、Formability三个大模块，能够完成坯料形状、压边力、拉延筋、冲压速度等几乎所有冲压模具设计参数。
回弹是一种小变形过程，是在加载完成后卸载过程中产生的。
但是在回弹过程中毛坯的所有点不会同时处于卸载状态中，部分点存在加载的可能。
因此成型模拟的准确性会影响回弹模拟的准确性。
DYNAFORM使用混合计算方法来分析回弹变形，为避免准静态隐式积分算法中的迭代计算，成型的模拟采用动态显式积分算法。
冲压仿真中的回弹分析及在冲压梁中的应用
冲压仿真中的回弹分析及在冲压梁中的应用【摘要】回弹是板料冲压生产中产生的主要问题之一。
由于板料弹性变形的存在导致卸载后零件发生回弹，回弹的结果造成冲压件的尺寸和模具表面尺寸不符，从而影响了制造的精度，精确的计算一般冲压件的回弹量是非常困难的事，多数情况下，只能靠以往的经验，在模具设计时对将来可能产生的回弹加以补偿，但是这样的补偿往往是不准确的。
为提高冲压件的产品质量，缩短新产品开发周期，必须对回弹进行准确的预测和有效的控制。
【关键词】冲压成型；回弹；有限元模拟；模拟软件实际应用1.本项目的研究目标及意义今天，随着我国汽车工业的飞速发展，我国的模具工业也随之迅猛发展起来，笔者作为一名模具设计人员，亲身经历了模具设计手段由图板、铅笔到计算机CAD制图；由产品图到产品数模的转变。
随着冲压成形有限元仿真研究的蓬勃发展，以有限元为核心的塑性成形数值仿真技术日趋成熟，为人们认识塑性成形过程的本质规律提供了新途径，为实现塑性成形领域的虚拟制造提供了强有力的技术支持，这使得有限元仿真分析在汽车工业的应用日益受到重视。
通过成形仿真分析可以在多方面对模具企业提供强有力的支持：在设计工作的早期阶段评价模具设计、工艺补充的可行性；在试冲试模阶段进行故障分析，解决问题；在批量生产阶段用于缺陷分析，改善零件生产质量，同时可用来调整材料等级，降低成本。
有限元数值仿真技术在模具开发设计广泛应用，对传统的模具开发过程的变革产生了深远的影响。
2.板料成型及回弹模拟的基本理论2.1板材成形缺陷分析板料成形是一个具有几何非线性、材料非线性、边界条件非线性等多重非线性的非常头的力学过程。
由于影响成形过程的因素很多，因此人们不能精确控制材料的流动。
成生程中会产生各种各样的缺陷，影响零件的几何精度、表面质量和力学性能。
总的来说，零件成形的主要缺陷有起皱、破裂和回弹。
起皱是压缩失稳在薄板成形中的主要表现形式。
薄板冲压成形时，为使金属产生塑性，模具对板料施加外力，在板内产生复杂的应力状态。
冲压拉深模具中的冲压件回弹原因分析及解决方法
冲压拉深模具中的冲压件回弹原因分析及解决方法对于各类冲压件来说,拉深模是最不好处理的,因为材料会产生流动,其它的类型,会处理一些,但像尺寸要求高的冲压件,回弹的问题有时候也是非常头痛的,目前部落还没有看到哪里有准备的回弹计算公式,一般都是大家凭经验,针对不同的材料,不同的R角来进行补偿处理.当然,产生回弹的影响因素我们都是比较清楚的,如果在修理模具方面,针对一些状况,我们还是可以找到有效控制回弹方法.回弹对于汽车冲压件来说是较难解决的问题，现阶段仅用软件分析理论回弹补偿量，在产品上增加加强筋控制回弹，但这样却不能完全控制回弹，还需要在模具调试阶段弥补分析回弹补偿量的不足，增加整形工序。
一、冲压件回弹的影响因素1. 材料性能在汽车身上有不同强度的冲压件，从普通板材到高强板，不同板材有着不同的屈服强度，板材的屈服强度越高，就越容易出现回弹现象。
厚板料零件的材料一般采用热轧碳素钢板或热轧低合金高强度钢板。
与冷轧薄板料相比，热轧厚板料的表面质量差、厚度公差大、材料力学性能不稳定，并且材料的延伸率较低.2. 材料厚度在成形过程中，板料厚度对弯曲性能有很大的影响，随着板料厚度增加，回弹现象会逐渐减少，这是因为随着板料厚度增加，参与塑性变形材料增加，进而弹性回复变形也增加，因此，回弹变小。
随着厚板料零件材料强度级别的不断提高，回弹所造成零件尺寸精度的问题越来越严重，模具设计和后期的工艺调试都要求对零件回弹的性质及大小有所了解，以便采取相应的对策和补救方案。
对于厚板料零件，其弯曲半径与板厚之比一般都很小，板厚方向的应力及其应力变化不容忽视.3. 零件形状不同形状的零件回弹差异很大，形状复杂的零件一般都会增加一序整形，防止成形不到位出现回弹现象，而更有一部分特殊形状零件比较容易出现回弹现象，如U型零部件，在分析成形过程中，必须考虑回弹补偿事宜。
4. 零件压边力压边力冲压成形过程是一项重要的工艺措施，通过不断优化压边力，可以调整材料流动方向，改善材料内部应力分布。
板料冲压成形及回弹有限元模拟分析
板料冲压成形及回弹有限元模拟分析摘要回弹是板材冲压成形过程中不可避免的普遍现象,直接影响到冲压件的尺寸精度和零件最终形状。
本文利用ANＳYS/LS-DYNA有限元软件中的非线性动力的显式、隐式连续求解功能，模拟了板料冲压成形过程与卸载后板料回弹变形的全过程，得到了成形过程中任一时刻各处Ｖoｎ-Mｉses应力云图和应变值及卸载后板料的回弹结果,帮助我们更好的认识分析板料冲压成形以及回弹过程中物质内部的变化。
关键词:板材冲压,回弹,非线性有限元分析，数值模拟Ｓhｅeｔｍｅtaｌstamping and rebｏｕnd fiｎite elｅmenｔsｉmulation analysisＡbsｔrａcｔTｈe rebound is ｉnevitablｅｃommon ｐhenomeｎon in sheet ｍｅtal forming procesｓ, a direcｔｉｍpaｃｔｏn theｆiｎal shape to ｔhe dimｅnsional accｕracy ｏｆｔhｅsｔamｐinｇs aｎｄpａrｔs. Iｎｔhiｓpapｅr, the nonlｉneaｒdｙnaｍic finite elemenｔsoｆtｗare ANSＹS / ＬS-ＤYNA explｉcｉt，impliｃiｔsequenｔial solutｉonｆunｃtiｏn to simuｌate thｅspringbacｋdefｏｒmａtion oｆtｈe sｈe ｅt aｆteｒsｈeet meｔal stampｉｎg prｏcess and uｎｉnsｔall tｈｅwhoｌe prｏcess, forming pｒoceｓs at ａｎy tiｍe ｔhｒｏuｇhout the Ｖon-Mises stress cloud anｄsｔraiｎａnｄaｆｔer uｎｌoａdｉｎｇsheet springｂack rｅsuｌts, ｈelpｕs to a bｅtter unｄｅｒｓtａnｄinｇanａlysｉs sheｅt mｅｔal sｔaｍpｉng ａnｄrebound proceｓs matｅrial ｉntｅrｎａl chaｎｇｅs.Keｙwords: ｓheet ｍｅtal stampinｇ, rebound, nｏｎlinear fｉniｔe elemenｔanａｌｙsiｓ, nuｍeｒical siｍｕlation1 引言金属板料冲压成形是压力加工的重要组成部分,薄板金属在压力作用下由模具引导成形的过程是一个十分复杂的物理过程，由于模具几何结构尺寸、接触摩擦和压边力等因素的影响,在金属的成形过程中常发生起皱现象。
铝合金板材冲压成形回弹有限元模拟研究
５ ２
图１ Ｕ形弯曲尺寸
表 １ 材 料 参 数
弹性 泊松 模量 比 ＥＧ ，Ｐ
７１
ａ
屈服 厚 向异 强度 性 系数
／Ｍ Ｐ ａ
题。迭代算法采用牛顿 一 拉弗森法 ， 弯曲过程采用残余 位移收敛法，回弹采用残余力收敛法，收敛比为 ０１ ．。
维普资讯
维普资讯
Ｍ ｒ上建立了一个考虑回弹板料与模具间接触演变的有 ａ ｃ
限元模型 ，以此为基础 ， Ｎ ｍｓｅ １ ３ ｕ形弯 曲成 对 ｕｉ ｅ９ 的 ｈ ｔ９ 形标准考题 回弹过程影响应力场的参数进行了优化分析， 并将优化的模型应用到 Ｎｍｓｅ２０ 考题中进行了验证。 ｕ ｉ ｅ ０５ ｈｔ
力有两种方式：罚函数法和拉格朗 日 乘子法。本文采用
罚 函数法。摩擦采用修正 的库仑摩擦模型 ：
一
‘
－ａｒ ａｎ ｃｔ
（ ）
模 拟 与 试 验 结 果 比较 。从 表 ２ 可 以 看 出 ，模 拟 与 Ｎ ｍｓ ｅ９ 试验结果 回弹角度 吻合很 好 ，而侧 壁半 径 ｕ ｉ ｅｔ ３ ｈ 相差较 大 （ １， ％） 为 ３２ ，且 时 间较长 ，为 ２ ９ 约 ９８１ Ｓ（ ８３ ） ．ｈ ，因而需要进一 步优 化建模 。优化模 型 主要从 元 素大小 、积分点和屈 服准则三个方 面进行 。
０ ３ ．３
１７ ３
０ ６ ．４
５ ９ ７ ０ ０ ６ ８ ＋ｓ） ７ ． ９ｆ ． １ ５
二、结果与讨论
１ 模拟结果 ．
图３ 给出了 回弹测量示 意。图 ４ 出了模拟 回弹前 给
后 的板材形状 。表 ２给出了按 照图 ３的测量 方法得 出的
接触摩擦 行为是板料塑性 变形力 的来 源 ，描述接 触
板的冲压塑性成型及回弹分析
塑性功 25
参考文献
王国强. 实用工程数值模拟技术及其在ANSYS上的实践[M].北京: 机械工业出版社, 2004.
2021/4/9
26
附录:数值计算程序
finish /clear
/prep7 blc4,,,2,1 cyl4,1,1,0.5 asba,1,2 blc4,-1,1,4,0.2 cyl4,1,1.5,0.3
3，滑移，
2021/4/9
16
2021/4/9
17
2021/4/9
18
Von mises 应力
2021/4/9
19
接触渗透
2021/4/9
20
接触应力
2021/4/9
21
接触滑移
2021/4/9
22
2021/4/9
回弹后的残余应变 23
2021/4/9
回弹后的残余应力 24
2021/4/9
a>冲压过程中发生了塑性大 变形（该过程与加载路径相关）， 是一个典型的塑性成型的问题。
b>当冲压成型完成后，当冲 头上升，钢板将有一定的回弹。
13
钢板：106号大变形单元 本构模型：多线性等向强化模型
模具和压头：42号单元，用全部 固结的方法处理成刚体
2021/4/9
14
关于接触
接触单元：target169和contact172号单元。 接触设置： 1、keyopt(12)=0，模拟标准单边接触，也就是当接触分离时 法向压力为0.
asel,s,loc,y,0,1 adele,all allsel lfillt,10,7,0.05 lfillt,9,8,0.05 al,1,2,9,17,8,7,16,10,4
冲压磨具结构的仿真模拟分析与改进的利器
冲压磨具结构的仿真模拟分析与改进的利器冲压磨具在现代制造业中扮演着重要的角色，它能够将金属板材变形成所需的形状，并在一定程度上影响着产品的质量和生产效率。
为了提高冲压磨具的设计和生产水平，仿真模拟分析成为当今的热门研究领域。
本文将分析冲压磨具结构的仿真模拟分析及其改进的利器。
一、冲压磨具结构仿真模拟的重要性冲压磨具结构设计的好坏直接关系到冲压加工的成败。
仿真模拟是通过数字化手段对冲压磨具的结构进行分析和预测，可以提前发现存在的问题，优化设计方案，节约开发成本。
同时，仿真模拟还可以减少实验测试的时间和成本，提高研发的效率。
二、冲压磨具结构仿真模拟的方法和工具1. 有限元分析（FEA）有限元分析是一种常用的仿真模拟方法，通过将冲压磨具结构划分为有限个小单元，对其进行数值计算，获得各个节点的应力、应变等力学性能信息。
常用的有限元软件包括ANSYS、ABAQUS等，它们可以对冲压磨具进行强度、刚度、疲劳等方面的分析。
2. 流体力学仿真（CFD）在冲压磨具结构设计中，流体力学仿真主要用于分析冲压过程中的润滑和冷却效果。
通过数值模拟，可以得到润滑油膜的厚度、温度分布等信息，为冲压过程的稳定性和产品质量提供指导。
流体力学仿真的常用软件有FLUENT、Star-CCM+等。
3. 多体动力学仿真（MBD）多体动力学仿真用于模拟冲压磨具在运动过程中的力学性能。
通过建立模型，分析和计算冲压磨具的运动学和动力学特性，可以预测系统的稳定性和运动状态。
常用的多体动力学仿真软件有ADAMS、SIMPACK等。
三、冲压磨具结构仿真模拟的改进的利器1. 基于优化算法的结构优化仿真模拟的结果往往是多种因素综合作用的结果，为了进一步提高冲压磨具的性能，可以采用基于优化算法的结构优化方法。
通过遗传算法、粒子群算法等优化算法，寻找最优的设计参数，使冲压磨具的使用寿命、刚度等性能得到提高。
2. 数据挖掘和机器学习技术冲压磨具结构的仿真模拟分析可以产生大量的数据，利用数据挖掘和机器学习技术可以从中提取有用的信息。
基于ANSYS的钢板的冲压回弹分析
基于ANSYS的钢板的冲压回弹分析1 引言在汽车、航空、家电等工业部门，许多构件是用板料冲压成形生产的。
板料成形过程牵涉到几何非线性、材料非线性和边界条件非线性的复杂的力学问题。
在多数动态金属成形工序中，高度非线性过程导致在坯料中产生大量的弹性应变能，存储的弹性能在成形压力消失后释放，使坯料向着原有几何构形变形。
因此,在板金属成形过程中最后的形状不仅仅取决于模具的轮廓形状，也取决于坯料在塑性变形时存储的弹性能总量。
因为在变形部分存储的弹性能总量是许多过程参数(如材料性质，二表面间的载荷)的函数，在成形时期预测回弹是特别复杂的。
金属板料冲压成型是利用金属塑性变形的特点，通过对金属板料施加压力，使其产生塑性变形从而获得所需要的形状。
由于板料冲压成型过程包含大位移、大变形等十分复杂的物理现象，使得对其成型控制非常困难，以前更多的是通过反复试验的方法制造出合乎要求的产品，其过程需要花费大量的时间和经费。
随着有限元模拟技术的迅速发展，利用有限元软件模拟金属板料冲压成型过程及分析其回弹量已成为可能，本文介绍了利用有限元软件Ansys对金属板料冲压成型过程进行模拟和回弹分析的方法。
2 模型的建立及计算讨论如图1所示，钢板冲压模型由两部分组成，分别是被冲压件钢板和冲压的刚性模具。
在计算中采用刚－柔接触计算模型分析。
把钢板假设为柔性件，模具为刚性件不考虑其变形。
计算中钢板采用双线性等向强化模型，来考虑冲压过程中的弹塑性变形。
其计算参数如表1所示。
表1 计算中主要的参数本文冲压模拟分为两个阶段，第一个阶段为刚性模具进行冲压阶段，第二阶段为回弹计算，计算中假设整个过程为准静态。
在计算回弹时采用微量卸载来保证数值计算的稳定性。
其个阶段的计算结果如下：图3到图8给出了冲压不同阶段的钢板的等效应力。
由以上各图可以看出冲压初始阶段压力较大处主要集中于中间的上下表面，然后最大应力从中间钢板的上下表面向钢板内部发展；同时应力从钢板中间向两边传播。
冲压件中的仿真与数字化试验
冲压件中的仿真与数字化试验冲压件作为汽车和机械领域中广泛使用的零部件，其质量和性能对于产品的安全和可靠性至关重要。
为了确保冲压件在设计和制造过程中的准确性和优化程度，仿真和数字化试验成为不可或缺的工具。
本文将从仿真和数字化试验两个方面，介绍冲压件中的仿真与数字化试验的重要性及其应用。
一、仿真在冲压件中的应用1. 基于有限元分析的仿真有限元分析是一种基于数值计算的仿真方法，广泛应用于冲压件的设计和制造过程中。
通过将冲压件的几何模型划分为有限数量的元素，并通过定义相关材料属性、加载条件和边界条件，可以模拟和评估冲压件在不同工况下的受力情况。
有限元分析可以预测冲压件的变形、应力和疲劳寿命等关键性能指标，帮助工程师优化冲压件的设计和工艺。
2. 系统动力学仿真冲压件作为整个机械系统中的一部分，其受力情况和振动特性对于整个系统的性能和稳定性有重要影响。
系统动力学仿真是一种将冲压件与其他系统组件相互耦合，并考虑系统动力学特性的仿真方法。
通过建立数学模型、定义系统的初始条件和加载条件，可以模拟和预测冲压件在系统中的工作状态。
系统动力学仿真可以帮助工程师评估冲压件的振动响应、共振问题和系统的稳定性，为系统设计和优化提供可靠的依据。
二、数字化试验在冲压件中的应用1. 数值研磨试验在冲压件的制造过程中，研磨是一项常用的加工工艺，可以改善冲压件的表面质量和尺寸精度。
数字化试验可以模拟研磨过程中的切削力、磨削温度和加工效率等关键参数，为工程师提供优化加工工艺的方案。
通过数字化试验，可以评估不同材料与工具的组合对冲压件表面质量和磨损程度的影响，为实际加工提供准确的参考。
2. 车辆碰撞试验冲压件在汽车领域中扮演着至关重要的角色，特别是在保护车身结构和乘员安全方面。
车辆碰撞试验是评估冲压件在碰撞事故中的性能和可靠性的重要手段。
数字化试验可以模拟和评估冲压件在不同碰撞载荷下的变形和断裂情况，为冲压件的设计和安全性评估提供数据支持。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
冲压件回弹有限元仿真分析
摘要针对不锈钢件难以成形以及在冲压过程中易产生回弹，采用有限元分析软件DYNAFORM，以沈阳地铁2号线连接板为例，对模拟得到的材料厚薄图、材料回弹图进行分析，优选工艺设计。
阐述了CAE技术在模具开发中的重要作用。
关键词有限元分析；冲压；DYNAFORM
0 引言
2006年大连机车引进了不锈钢城轨车体生产线，并先后承接大连快轨金州延伸线、沈阳地铁2号线、天津地铁2号线城轨地铁车辆的生产。
不锈钢相对传统碳钢城轨车有外表面无需涂装，可有效实现车辆轻量化，可有效提高车辆使用寿命等优点。
虽然有以上优点，但是奥氏体不锈钢热膨胀系数是钢的1.1倍，弹性模量大，抗拉强度屈服强度大，这些特点决定了不锈钢车体从设计到制造都与碳钢车体有着很大的不同。
它决不是简单的材料替换，而是一种全新的车体，因此开发周期和质量都难以控制。
在不锈钢车体中有大量的冲压件，对不锈钢车体的生产起着至关重要的作用。
回弹是冲压模具设计中要考虑的重要因素之一。
回弹现象主要表现为整体卸载回弹、切边回弹和局部卸载回弹，当回弹量大于允许容差时，就会影响冲压件的产品精度，从而产生缺陷产品。
因此，回弹一直是影响、制约模具和产品质量的重要因素。
本文以地铁车辆中的连接板为例，使用DYNAFORM软件对板材进行冲压成形模拟仿真，预测冲压所产生的回弹，为模具的设计提供前期依据。
1 DYNAFORM介绍
美国ETA公司和LSTC公司联合研发的DYNAFORM软件，是一种基于有限元方法建立，模拟仿真板料成型过程的专用软件。
Dynaform软件包含BSE、DFE、Formability三个大模块，能够完成坯料形状、压边力、拉延筋、冲压速度等几乎所有冲压模具设计参数。
回弹是一种小变形过程，是在加载完成后卸载过程中产生的。
但是在回弹过程中毛坯的所有点不会同时处于卸载状态中，部分点存在加载的可能。
因此成型模拟的准确性会影响回弹模拟的准确性。
DYNAFORM使用混合计算方法来分析回弹变形，为避免准静态隐式积分算法中的迭代计算，成型的模拟采用动态显式积分算法。
回弹时，卸载起主要作用，工件主要为弹性变形，而静态隐式算法可以得到较为准确的计算结果。
所以DYNAFORM采用动态显示算法模拟成型过程，以静态隐式算法计算回弹。
DYNAFORM的前处理功能非常丰富。
目前主流CAD软件的图形文件均能快速准确的导入DYNAFORM中，同时模具设计人员在DYNAFORM中也可以自行创建几何模型。
通过DYNAFORM中的DFE模块、BSE模块能够帮助模具设计人员设计出模具、坯料和排样等，从而在模具设计前期为用户提供初步的可行性分析。
LS-DYNA软件作为DYNAFORM的求解器是目前业界公认的板料成型模拟分析结果最准确的软件之一。
LS-DYNA软件通过动力显式求解器模拟冲压过程，完成冲压模拟分析后，LS-DYNA软件自动转换为隐式求解器进行回弹分析。
ETA-Post软件是ETA公司针对DYNAFORM专门开发的后处理软件。
用户通过ETA-Post软件可以产看板料变形后应力、应变的云图，从而对求解结果可以更直观的了解。
此外，ETA-Post软件还能将冲压过程中的各种参数随时间变化的曲线通过曲线图标显示，方便设计人员查阅。
因此目前，在机械制造业、大学等科研单位DYNAFORM已得到广泛应用[3]。
2 冲压成形的数值模拟仿真
2.1 网格的划分
网格划分将有限元仿真分析计算的精度和计算量，因此网格划分是建立有限元模型的重要步骤。
模具网格的划分要根据网格数目、网格疏密、单元阶次、网格质量、网格分界面分界点、位移协调性等因素综合考量。
坯料划分网格的时候，可通过软件的自适应网格划分技术，先采用单元数目较少的均匀分布。
在计算过程中，根据局部变形的剧烈程度，对变形剧烈的区域软件自动地进行二次网格划分，这样不仅能够保证计算精度，还能提高计算的效率。
图1为坯料最终的网格划分。
2.2 材料的选取
毛坯材料为SUS304不锈钢，厚度t=2mm，选用软件数据库提供的36号材料模型作为本次模拟计算的有限元单元类型，其主要参数如下：杨氏模量E=207GPa，泊松比V=0.3。
2.3 模拟结果的分析
图2所示是连接板回弹后的厚向位移分布云图。
3 结论
通过DYNAFORM软件仿真计算能够较为准确模拟板料的冲压过程，预测
板料在冲压操作过程中可能产生的回弹变量，使模具设计人员在模具试制之前及时完善冲压工艺，提高模具设计精度，缩短模具试制时间，减少修模次数，从而降低模具研发成本，缩短模具开发周期。
参考文献
[1]唐镜，黄鹤辉.汽车覆盖件模具冲压有限元仿真分析.南宁：广西大学，2008.
[2]薛松，周杰，罗征志，阳德森.保险杠内板成型回弹模拟分析及工艺控制.锻压设备与制造技术2005年第四期重庆：重庆大学，2005.
[3]陈文亮.板料成型CAE分析教程.北京：2005.。