薄板冲压成型仿真软件

薄板冲压成型仿真软件—Autoform

一、前言

目前，在薄板冲压成型仿真领域，Autoform 软件的市场占有率为全球第一。全球90% 以上的汽车制造商在使用AutoForm。全球前20 家最大的汽车制造商100% 在使用AutoForm。全球超过100 家模具制造商与薄板冲压件制造商均在使用AutoForm。在德国，AutoForm 市场占有率为90% 以上。在全球AutoForm 市场占有率为80% 以上。在国内，AutoForm 目前拥有众多的行业用户，如上海大众汽车有限公司、一汽模具制造有限公司、东风汽车模具有限公司、成飞集成科技股份有限公司及天津汽车模具有限公司等。

Autoform 自面世至今不过十来年，其进入中国市场也不过短短三、四年时间，却获得了业界的一片喝彩与赞誉，缘由何在？Autoform是一款CAE 仿真软件，我们知道，CAE 是计算机辅助工程（Computer Aided Engineer）的简称。对工程应用实际的辅助功能全面，操作简便，提高工程方案的可靠性，缩短方案制定周期等方面都具有强大的辅助功能，能实实在在的提高工作效率，使应用者对自己的工作方案在实施前就做到心中有底，有效减少实际工作中的不确定性，这些无疑都是评价一款CAE 软件是否优秀的重要标准。

Autoform 的出现，冲击和改变了许多传统的CAE 仿真理念。其界面简单，操作简便，无需用户具备有限元知识，消除了一般工程技术人员对CAE仿真分析的神秘感，促进了CAE 分析的工业应用。由于在众多有限元技术上的突破，使得AutoForm 在计算速度上具有很大的优势，也推翻了动态显式算法计算效率优于静态隐式算法的传统观念。其在接触处理算法上的突破，使得应用者从此无需再将大量宝贵的时间耗费在单元网格处理之中。其功能强大的模面设计模

块，使得应用者无需再将大量时间耗费在繁冗的CAD 数据处理之中，而将精力专注于方案本身。其在单元技术上的突破，使得用户可以选择多种单元类型，对成型过程进行精确模拟计算。其在自适应网格技术上的突破，使得用户能精确模拟出最细微处的材料变形流动情况。其完善的输入/输出接口，保证了不仅可以输入多种格式的外部数据，也可以将在Autoform 中生成的曲面以多种格式输出，甚至可将仿真后产品的各种成型信息（如应力、应变等）以多种格式（如Nastran，Dyna、pam、Abaqus 等）输出以备后续碰撞仿真分析使用。•Autoform 模块及特点

作为一款优秀的CAE 仿真分析软件，Autoform 主要分为以下模块：

从求解方式来讲，分为：

一步法（OneStep）

主要用于快速成型仿真，快速方案评估，坯料展开等。

增量法（Incremental）

主要用于精确模拟成型过程，精确评估方案。

液压成型分析（HydroForming）

主要应用于管胀分析，弯管分析。

从模块上来讲，主要分为：

工件设计模块PartDesigner

模面设计模块DieDesigner

坯料设计模块BlankDesigner

排样设计模块Nest

修边设计模块Trim

工艺优化模块Optimizer

管胀模具设计模块HydroDesigner

快速分析模块OneStep

精密分析模块Incremental

液压成型分析模块Hydro

项目管理模块ProjectManager

Autoform 能够成为在薄板成型仿真领域工业应用最为广泛的一款CAE 软件，主要具有以下特点：

1. 全自动网格划分。传统意义上的分析师，都在对几何的网格划分上具有较深的造诣，在一个方案的整个分析过程中，网格的处理，往往占据了70%的精力。资深分析师的匮乏，严重影响了CAE 分析在工业界的推广应用。Autoform 由于在接触算法上的重大突破，从而在根本上改变了网格划分对技术人员所要求的内涵，其整个划分过程全自动，无需用户干预，具有快速、准确、稳定和简单的特点，不占用使用人员的精力。全自动网格划分，使得CAE 分析的瓶颈问题得到解决，对普通技术人员而言，CAE 分析不再是一个神秘领域，使得CAE 工业应用的普及化真正成为现实。

2. 全程工艺设计辅助。

图1 成型性分析结果

3. 计算速度快。Autoform 对板冲压成型过程的仿真模拟计算速度超越了传统意义上对板冲压成型过程进行模拟所需时间的理解。其计算速度是同类CAE 软件的几倍甚至几十倍。绝大部分制件的仿真分析计算都能在几十分钟内完成，有些甚至只需几分钟。

4. 模拟精度高。Autoform 不仅在瑞士设有研发部门，而且在德国还专门设有工业应用部门，其与欧洲的一些著名的汽车生产商和模具生产商之间也已建立了良好的联系和反馈机制。经过多年的工业应用反馈积累改进和版本升级，目前，Autoform 的模拟精度已经在世界范围内得到了广泛认可，这一点也已经在NUMISH EET’2002 的试题结果中得到了很好的反映。

5. 模拟结果稳定性高。Autoform 诸多内置参数来源于工业实际，无需用户外部干预。与传统CAE 软件比较，其计算结果不依赖于操作者的FE 经验，不会因人而异，稳定性非常好。这一点已经在NUMISHEET’2002 的试题结果中得到了很好的反映。

6. 界面简洁，操作性好。Autoform 的前、后处理所有功能都集成于一个界面之中，但整个界面简单明了，给人以井井有条之感。其所有模块都兼具向导功能，户只须按部就班将设置填好即可。若用户有错误或疏漏的地方，Autoform 会以警示颜色标出，方便用户检查及修改。

7. 全参数化驱动，各模块无缝集成。Autoform 中的所有涉及模面设计及几何操作的地方，都是参数化驱动，用户修改任意一处，相应的其它地方都自动改变。不同模块无缝集成，在任意一模块中都可调用其它模块中所获得的结果。•Autoform 功用解析

Autoform 的主要工业应用方面体现在：