模具CAE基础dynaform

第 1 节. 背景Engineering Technology Associates Inc. (ETA)板料冲压工艺组为板金成形数值分析中的基本训练准备了这个文件。

它为新的用户提供基本的信息和训练来学习该如何使用 DYNAFORM-PC。

这是一个以 LS- DYNA 为基础的板料冲压成形数值分析技术；因此，为使用户方便和易读，这将会是“DYNAFORM-PC”的参考手册。

板料冲压成形数值分析技术在过去二十年以来有长足的发展。

这要归功于计算机的高速发展。

板料冲压成形工业仍然解决一系列的问题，包括在尝试中的试验和失败的费用。

订造一个典型的汽车面板金属模的时间要二年,其中九到十二个月为试验。

今天这个高度竞争的市场要求金属成形工业从概念上的设计到生产的产品发展周期要改进。

强烈要求成本降低,缩短生产周期，高的质量，这就需要发展Computer Aided Engineering(CAE)模拟。

CAE 应用为金属模设计和板金属形成过程模拟提供一个工具协助金属模设计者和冲压工程师在设计阶段就能评估制造的可行性; 探究替代方案设计并评估trade-offs,最后, 得出一个设计最优方案。

有限元分析 (FEA) 是分析复杂的三维板金形成的一个强力的模拟工具，可以模拟潜在的成形缺陷如开裂，起皱和回弹等问题。

它能用在金属模设计期间或如故障修理期间。

板金的可成形性可以认为是一个系统的过程，包含材料的属性，金属模设计，成形过程的控制。

DYNAFORM-PC解决包是研究上述问题和协助金属模设计者和冲压工程师完成"快速的设计原型"。

第 2 节. 板金成形应用这节提供板金成形过程和应用的基本知识和数据。

大部份数据和草图摘录在"Computer Modeling of Sheet Metal Forming Process; Theory, Verification and Application"，作者为N.M. Wang和S.C. Tang。

冲压软件dynaform详细讲解•引言•dynaform软件功能介绍•dynaform软件操作指南•dynaform在冲压工艺中的应用实例•dynaform软件高级功能探讨•dynaform软件使用技巧与经验分享•总结与展望01引言掌握冲压模拟技术介绍dynaform 软件在冲压模拟方面的功能和应用，使读者能够掌握该技术并应用于实际生产。

提高生产效率和产品质量通过讲解dynaform 软件在优化冲压工艺参数、预测产品缺陷等方面的作用，帮助读者提高生产效率和产品质量。

深入了解冲压工艺有更深入的了解，包括冲压过程、材料变形、模具设计等。

目的和背景软件概述软件功能应用领域技术特点02 dynaform软件功能介绍前处理功能灵活的网格划分工具强大的CAD数据接口便捷的工艺设置丰富的材料库内置多种常用材料参数，用户可直接调用或自定义材料属性，满足各种冲压工艺需求。

ABCD高效求解算法自动重启动功能实时监控与反馈多核并行计算求解器功能后处理功能全面的结果展示可展示多种物理量的计算结果，如应力、应变、位移、速度等，帮助用户全面了解冲压过程的力学行为。

强大的后处理工具提供丰富的后处理工具，如云图、矢量图、动画等，方便用户对计算结果进行可视化分析和处理。

自定义报告生成支持用户自定义报告模板和格式，可快速生成符合需求的计算报告和图表。

数据导出与共享可将计算结果导出为多种通用数据格式，方便与其他软件或平台进行数据交换和共享。

03 dynaform软件操作指南界面介绍及基本操作主界面视图操作文件管理建立模型提供丰富的建模工具，支持创建点、线、面等几何元素，构建完整的冲压模型。

导入模型支持导入多种格式的CAD模型，如IGES、STEP等，实现与其他CAD软件的协同工作。

模型修复提供模型修复功能，自动检测并修复模型中的错误，确保模型的正确性。

模型建立与导入内置丰富的材料库，支持用户自定义材料属性，如弹性模量、泊松比、密度等。

DYNAFORM软件基于有限元方法建立, 被用于模拟钣金成形工艺。

Dynaform软件包含BSE、DFE、Formability三个大模块，几乎涵盖冲压模模面设计的所有要素，包括：定最佳冲压方向、坯料的设计、工艺补充面的设计、拉延筋的设计、凸凹模圆角设计、冲压速度的设置、压边力的设计、摩擦系数、切边线的求解、压力机吨位等。

DYNAFORM软件可应用于不同的领域，汽车、航空航天、家电、厨房卫生等行业。

可以预测成形过程中板料的裂纹、起皱、减薄、划痕、回弹、成形刚度、表面质量，评估板料的成形性能，从而为板成形工艺及模具设计提供帮助。

DYNAFORM软件设置过程与实际生产过程一致，操作上手容易。

来设计可以对冲压生产的全过程进行模拟：坯料在重力作用下的变形、压边圈闭合过程、拉延过程、切边回弹、回弹补偿、翻边、胀形、液压成形、弯管成形。

DYNAFORM软件适用的设备有：单动压力机、双动压力机、无压边压力机、螺旋压力机、锻锤、组合模具和特种锻压设备等。

DYNAFORM 的模块包含：冲压过程仿真(Formability) ；模具设计模块(DFE) ；坯料工程模块(BSE) ；精确求解器模块(LS-DYNA)。

功能介绍1.FS－Formability-Simulation成形仿真模块可以仿真各类冲压成形：板料成形，弯管，液压涨形可以对冲压生产的全过程进行模拟：坯料在重力作用下的变形、压边圈闭合过程、拉延过程、切边回弹、回弹补偿、翻边、胀形、液压成形、弯管成形，还可以仿真超塑性成形过程，热成形等适用的设备有：单动压力机、双动压力机、无压边压力机、螺旋压力机、锻锤、组合模具和特种锻压设备等。

成形仿真模块在世界各大汽车公司、家电、电子、航空航天、模具、零配件等领域得到广泛的应用。

通过成形仿真模块，可以预测成形缺陷起皱，开裂，回弹，表面质量等，可以预测成形力，压边力，液压涨形的压力曲线，材料性能评估等本模块中的主要功能特色有：1)可以允许三角形、四边形网格混合划分，可以用最少的单元最大程度的逼近模具的形状，并可方便进行网格修剪；2)等效拉延筋的定义通过拾取凹模（或下压边圈）上的节点（线）生成拉延筋（多种截面），可以方便分段，合并，修改拉延筋及其阻力。

模具CAE分析软件Dynaform5.6eta/DYNAFORM采用LIVERMORE软件技术公司（LSTC）开发提供的LS-DYNA作为核心求解器。

LS-DYNA作为世界上最著名的通用显式动力分析程序，能够模拟出真实世界的各种复杂问题，特别适合求解各种非线性的高速碰撞、爆炸和金属成形等非线性动力冲击问题。

目前，LS-DYNA已经被应用到诸如汽车碰撞、驾驶安全、水下爆炸及钣金成形等许多领域。

在板料成形过程中，一般来说模具开发周期的瓶颈往往是对模具设计的周期很难把握。

然而，eta/DYNAFORM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，因此也就大大减少了模具的调试时间，降低了生产高质量覆盖件和其它冲压件的成本，并且能够有效地模拟模具成形过程中四个主要工艺过程，包括：压边、拉延、回弹和多工步成形。

这些模拟让工程师能够在设计周期的早期阶段对产品设计的可行性进行分析。

eta/DYNAFORM具有良好的工具表面数据特征，因此可以较好地预测覆盖件冲压成形过程中板料的破裂、起皱、减薄、划痕、回弹，评估板料的成形性能，从而为板成形工艺及模具设计提供帮助。

跨平台:eta/DYNAFORM几乎可以运行于所有的UNIX工作站平台上，包括：DEC(Alpha)、HP、IBM、SUN和SGI，同时在微机上对Windows NT及以上版本也有很好的支持。

此外，eta/DYNAFORM 还支持LINUX红帽子7.2及以上版本。

eta/DYNAFORM5.5版的新增功能主要包括：面向实际工艺过程的自动设置模块自动设置（AUTOSETUP）是eta/DYNAFORM5.5中增加的一个方便用户设置的全新模块。

友好的用户界面、简洁的设计风格、功能全面的各个模块等都会令用户耳目一新。

此模块从实际工艺过程出发，帮助用户快速、简单地设置各种类型的成形计算。

可以说，自动设置模块（AUTOSETUP）是eta/DYNAFORM5.5一个突破性的改进，一方面，它既具有传统设置功能强大的优点，又具有快速设置简单易用的优点；另一方面，它克服了传统设置复杂难用、快速设置功能单一的缺点，使功能和操作达到了完美的结合。

快捷键：CTRL+鼠标左键旋转；CTRL+鼠标右键缩放文件夹英文binder 压边圈blank 毛胚die 凹模punch 凸模2、导入零件模型，保存文件3、更改零件层名4、进行网格划分点击Preprocess→Element，弹出Element对话框，选择第四个图标（自动模式）Tools blank generater（1）定义工具与方向打开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25，压边力设40000，方法如图10，图11所示。

animate（2）定义坯料的材料和属性 打开Tools-->Define Blank点击Analysis LS-DYNA 菜单，打开自动适应网格进入求解模块，将Analysis Type 选择为Full Run Dyna 模式，或file-submit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。

左右4按钮，双击rcforce力输出STL格式。

说明：上述几何形体尽量在一个空间体系下用相对尺寸绘制，保证它们的装配关系；所有实体造型都要在空间体系的第一象限内，即几何点的坐标值非负。

2.2 挤压模拟2.2.1 前处理建立新问题：程序→DEFORM5.03→File→New Problem→Next→在Problem Name栏中填写“tuble extrusion”（管材挤模拟的学生）或“stick extrusion”（棒材挤模拟的学生）→Finish→进入前前处理界面；说明：在DEFORM中，所有文件名、路径名均用英文字符标识。

添加对象：点击+按钮添加对象，依次为“workpiece”、“top die”、“bottom die”和“o bject 4”，在Object Name栏中填入extrusion workpiece→点击Change按钮→点击geomet ry →点击import→选择extrusion workpiece.stl实体文件→打开；重复操作，依次添加extr usion die，extusion mandrel，extusion dummy block，extusion chamber。

第 1 节. 背景Engineering Technology Associates Inc. (ETA)板料冲压工艺组为板金成形数值分析中的基本训练准备了这个文件。

它为新的用户提供基本的信息和训练来学习该如何使用 DYNAFORM-PC。

这是一个以 LS- DYNA 为基础的板料冲压成形数值分析技术；因此，为使用户方便和易读，这将会是“DYNAFORM-PC”的参考手册。

板料冲压成形数值分析技术在过去二十年以来有长足的发展。

这要归功于计算机的高速发展。

板料冲压成形工业仍然解决一系列的问题，包括在尝试中的试验和失败的费用。

订造一个典型的汽车面板金属模的时间要二年,其中九到十二个月为试验。

今天这个高度竞争的市场要求金属成形工业从概念上的设计到生产的产品发展周期要改进。

强烈要求成本降低,缩短生产周期，高的质量，这就需要发展Computer Aided Engineering(CAE)模拟。

CAE 应用为金属模设计和板金属形成过程模拟提供一个工具协助金属模设计者和冲压工程师在设计阶段就能评估制造的可行性; 探究替代方案设计并评估trade-offs,最后, 得出一个设计最优方案。

有限元分析 (FEA) 是分析复杂的三维板金形成的一个强力的模拟工具，可以模拟潜在的成形缺陷如开裂，起皱和回弹等问题。

它能用在金属模设计期间或如故障修理期间。

板金的可成形性可以认为是一个系统的过程，包含材料的属性，金属模设计，成形过程的控制。

DYNAFORM-PC解决包是研究上述问题和协助金属模设计者和冲压工程师完成"快速的设计原型"。

第 2 节. 板金成形应用这节提供板金成形过程和应用的基本知识和数据。

大部份数据和草图摘录在"Computer Modeling of Sheet Metal Forming Process; Theory, Verification and Application"，作者为N.M. Wang和S.C. Tang。

DYNAFORM软件功能、案例介绍DYNAFORM软件基于有限元方法建立, 被用于模拟钣金成形工艺。

Dynaform软件包含BSE、DFE、Formability三个大模块，几乎涵盖冲压模模面设计的所有要素，包括:定最佳冲压方向、坯料的设计、工艺补充面的设计、拉延筋的设计、凸凹模圆角设计、冲压速度的设置、压边力的设计、摩擦系数、切边线的求解、压力机吨位等。

DYNAFORM软件可应用于不同的领域，汽车、航空航天、家电、厨房卫生等行业。

可以预测成形过程中板料的裂纹、起皱、减薄、划痕、回弹、成形刚度、表面质量，评估板料的成形性能，从而为板成形工艺及模具设计提供帮助。

DYNAFORM软件设置过程与实际生产过程一致，操作上手容易。

来设计可以对冲压生产的全过程进行模拟:坯料在重力作用下的变形、压边圈闭合过程、拉延过程、切边回弹、回弹补偿、翻边、胀形、液压成形、弯管成形。

DYNAFORM软件适用的设备有:单动压力机、双动压力机、无压边压力机、螺旋压力机、锻锤、组合模具和特种锻压设备等。

DYNAFORM 的模块包含:冲压过程仿真 (Formability) ;模具设计模块 (DFE) ;坯料工程模块 (BSE) ;精确求解器模块(LS-DYNA)。

功能介绍FS,Formability-Simulation成形仿真模块可以仿真各类冲压成形:板料成形，弯管，液压涨形可以对冲压生产的全过程进行模拟:坯料在重力作用下的变形、压边圈闭合过程、拉延过程、切边回弹、回弹补偿、翻边、胀形、液压成形、弯管成形，还可以仿真超塑性成形过程，热成形等适用的设备有:单动压力机、双动压力机、无压边压力机、螺旋压力机、锻锤、组合模具和特种锻压设备等。

成形仿真模块在世界各大汽车公司、家电、电子、航空航天、模具、零配件等领域得到广泛的应用。

通过成形仿真模块，可以预测成形缺陷起皱，开裂，回弹，表面质量等，可以预测成形力，压边力，液压涨形的压力曲线，材料性能评估等.本模块中的主要功能特色有:可以允许三角形、四边形网格混合划分，可以用最少的单元最大程度的逼近模具的形状，并可方便进行网格修剪;工具网格DFE,Die-Face-Engineer模面工程模块主要功能是:根据产品数模设计拉延模。

冲压模具CAE一、模具CAE分析的目的1、分析板料成形过程2、板料成形缺陷分析：起皱；破裂；减薄；回弹3、分析压边力、冲压力、间隙对拉深过程的影响二、CAE 分析软件•注塑模具——Mold Flow•铸造模具——Procast美国ESI公司•——Magma soft 德国Magma公司•——PAM cast 法国ESI•冲压模具——PAM-Stamp2G 法国ESI •——DynaForm美国ETA公司•（Engineering technology Association）三、DynaForm的基本操作•1、导入文件•File->import•文件类型: *.stl; *.dxf; *.lin; *.igs; *.catpart;•*.stp; *.prt; *.asm;•2、保存文件File-> save as—> *.df;•3、数据库单位设置•Tool—>Analysis setup—>mm, Newton,•second, Ton.•4、介绍对视图、操作的工具：•旋转，放缩，移动，视图的方向。

•5、熟悉屏幕右下角的“显示选项”•6、显示/关闭零件层：•Part—>Turn on/off，•7、编辑数据库中的零件层•Part—>Edit->•Part—>Delete•8、当前零件层（curent part）•(1) 屏幕右下点击‘curent part’•(2) part->curent•9、只显示Blank. Li文件。

并设置为当前零件层。

四、DynaForm网格划分•1、坯料网格划分Blank. Li 封闭的轮廓！Tool—>blankgenerator->Boundery line->选择轮廓线—>Radii->文本输入2.0•2、曲面网格划分（1）关闭blank，只显示die(上或下模)，并设为当前层；（操作只针对当前零件！）（2）Preprocess->Element->SurfaceMesh->SelectSurface->Displayed surf->Apply->•AcceptMesh-> Yes或No-> Maxsize输入10.0 ->Exit•3、网格检查和修补防止网格中存在潜在的间隙、空洞缺陷。