DYNAFORM基于LS-DYNA的板料成形仿真软件介绍

SAT
FILE NAME CAD file size # surfaces
LIN
SAT file size # surfaces 1 LIN file size # surfaces 2
IGES
IGES file size # surfaces 3
DCX055.model
11,395,120
17,161,755
• 3rd-软件的操作做到自动化
– Quick Setup
DYNAFORM解决方案 – 模面工程(DFE) 从产品设计到冲压零件
Tip to Stamping Position Reverse Trimming Product Design
Binder Generation Addendum Calculation
• • • • •
冲压工艺设计 模具设计 冲压设备选择 成型缺陷预测与消除 指导产品设计
钣金成形仿真应用
重力加载(Gravity Loading) 预压边(Binder Wrap)
拉延(Drawing)
切边(Trimming) 多工步(Multiple-Stage)
回弹(Springback)
液压成形(Hydroforming) 拉延筋设计(Draw bead)
• 对于复杂零件只能通过经验或类似零件的现有工艺资料 • 试模、修模 • 成形极限图的应用必须精确地计算零件的应变分布情况
Forming Limit Diagram
回弹量的计算
• 双求解器（显式/隐式）无缝转换
– 成形过程用显式算法，不存在收敛性问题 – 板料卸载(回弹)过程用隐式算法
确定压边力
开发目标
• 1st-分析结果准确
– Incremental Solutions
• 2nd-在同一个软件里包含所有必需的功能
– Includes a streamlined pre/post-processor – Dual solver, explicit and implicit, seamless switch – DFE (Die Face Engineering) – DSA (Die Structure Analysis)
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
– Analytical Drawbead
• Quickly and easily defined as points and lines • Radius around line • Conveniently Modified
– Automatic drawbead force prediction provided
Simulation Procedure
• Generate mesh from provided lines and surfaces
– Robust Automesher
Element mesh
IGES file
DYNAFORM Features
•强大的模具网格自动生成器，网格质量高，解决有限元分析“瓶 颈”， 被世界主要汽车厂家用于覆盖件成形分析。 •用最少的单元，最大程度地逼近模具的型面 •面与面之间的间隙和重叠,自动修复
• • • • • • • • • • 读入数模(IGES,VAD,CATIA,UG文件) 模具网格划分(Tool Mesher) 由凹模网格得到凸模、压边圈网格 定义拉延筋模型 板料网格划分和定义材料参数 模具定位 定义模具运动及压边力. 定义分析参数 进行计算 后处理分析
Simulation Procedure
网格自动修补
Auto Repair - merge gaps & over lapping between Surfaces
Typical Hood Surface
Zone in - Surface
Surface Defects- 间隙 重叠
网格自动修补
Mesh Auto Repair - merge gaps & over lapping between Surfaces
– Quick creation of mating tool meshes by copying and offsetting elements in their normal directions.
Original Part
Offset Part
Simulation Procedure
• Define Drawbead(s)
• Read in Geometry
DYNAFORM Interface File Types
• • • • • • • • IGES and VDA Autocad (*.dxf). Stereo lithograph (*.stl) UG Part (*.prt) (For SUN system) CATIA4(*.model) CATIA5(*.CATpart) STEP(*stp) ACIS(*.sat)
11,804,595
11,969,704
Entities 1667
Entities 1667
Entities 1667
Entities 1667
Geometry Clean Up Feature
自动填补几何面上的孔 功能位置: Pre-processor/Surface/Remove Hole)
Typical AutoForm Mesh
Repaired Mesh
负角检查功能
锁wenku.baidu.com (负角) 检查 功能位置: Pre-processor/Model check/Die Lock check)
显示负角
Simulation Procedure
• Create Mating Parts - Punch
DYNAFORM 开发动机---成形能力分析

缩短产品的开发周期，降低开发成本的需要 尽可能利用CAE软件取代实际试模 解决模具设计中的问题
起皱 拉裂 回弹
压痕
压力机吨位预测 ………..
DYNAFORM开发动机---DFE应用

整车的产品设计者用DYNAFORM做模面工程(DFE)应用

Simulation Procedure
• 划分板料单元和定义材料属性.
– 初始坯料尺寸估算(BSE)
• One step code
– 自动的板料网格计算和生成器
• 生成均匀网格 • 自动计算板料网格尺寸
– 材料库:
• Steel- Stainless, CRDQ, DRDQ, • Aluminum • Alloys
– AUTOFORM Mesh Repair Function make it suitable for DYNAFORM formability study
Tool Mesh Functions
Combine triangle mesh to quadratic mesh Function Location: preprocessor/element/mesh repair
产品设计- 产品形状可能性分析


在工具设计以前确认成形可能性
根据成形可能性的确认,使工/模具厂能够快速建立工具设计概念

压料面设计(Binder) 工艺补充面设计(Addendum) 拉延筋布置(Draw Bead) 建立加工过程(Tooling Processes) 估算坯料尺寸和加工成本
DYNAFOORM 5.0 Release High Lights – DFE – Quick Setup 开发计划 Conclusions
• •
eta/DYNAFORM-钣金仿真技术发展历史

1983年：为Ford开发MATLFRM 1986年：为Chrysler开发CFORM 1993年：用LS/DYNA3D 进行拉延仿真 1994年：用LS/NIKE3D 进行回弹的仿真 1995年：eta/DYNAFORM 1.0 1997年：eta/DYNAFORM 2.0 1998年：eta/DYNAFORM 2.1 1999年二季度：eta/DYNAFORM 3.0 1999年三季度： DYNAFORM-PC 2000年一季度： eta/DYNAFORM 3.1 2000年四季度： eta/DYNAFORM 3.2 2001年二季度： eta/DYNAFORM 3.3 2002年第四季度: eta/DYNAFORMPC2.1(带有QS) 2003年第一季度:eta/DYNAFORM 4.2(UNIX) 2003年第三季度:eta/DYNAFORM 5.0(统一的PC和工作站)
主要业务- CAE软件
• eta/DYNAFORM (PC和UNIX/Linux)
– 钣金成形仿真软件（求解器为LS-DYNA ）
• eta/Virtual Proving Ground
– 基于LS-DYNA 的汽车整车仿真软件 碰撞与安全、耐用性、 NVH、车辆动力学、 汽车操作性能、虚拟路面测试（Virtual Proving Ground）
Auto Repaired Hood Mesh Zone in - Mesh
Auto Repaired Mesh- 间隙
重叠
Supplemental to AUTOFORM & PAM/Stamp
• DYNAFORM‟s Tool Mesher has been licensed and used by PAM/Stamp and Optris based users • Many AUTOFORM users in Japan & Korea also licensed DYNAFORM to confirm critical panels
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
First Draw
Trim the blank
Redraw
Final blank shape
Multiple Stage Tooling
起皱的预测与消除
• 起皱的原因是切向压应力超过板料的临界压应力 • 传统的解析方法不可能精确地计算出板料的切向压应力及临界切 向压应力,所以不可能准确预测起皱
拉裂的预测与消除
• • eta/FEMB
– 通用 CAE 前后处理器
LS-DYNA/PC – 基于FEMB-PC 的 LS-DYNA
Table of Contents
• • • • •
•
ETA/DYNAOFRM简介 ETA/DYNAFORM开发动机和目标 DYNAFORM工业应用及解决问题 DYNAFORM模拟过程和技术特点 DYNAFORM 应用实例
ETA公司--• • • 成立于 1983 Offices: – 总部: Troy, Michigan USA 全球分销网络
Engineering Technology Associates, Inc.
•
•
全球200多员工
Web Sites <www.eta.com> and <www.DYNAFORM.com>
• •
Import UG Part file, using UG native library – User Select Category and Layer Require UG License
Import UG Part File
UG Part File
•
Export UG Part File
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