dynaform分析报告

摘要：针对方盒形在拉深成型过程中易出现起皱、破裂等缺陷，采用显式有限元分析软件Dynaform分析压边力、毛坯形状、材料性能参数等对其成型极限的影响，以达到优化工艺过程的目的。研究结果表明：盒形件的拉深成型受压边力影响较大，增大板料硬化指数n、后向异性系数r及板料厚度t，有利于板料的成型。

关键词：矩形件；成形极限；Dynaform软件；数值模拟

盒形件以其外形简单、尺寸小、精度高、表面质量好等特点在工业产品中得到广泛应用，此类工件一般由一道工序拉深完成。由于形状的轴对称性，沿变形区的周边变形分布均匀，这种均匀性虽然对成型方便，但是往往会造成各种形式的起皱、壁厚严重不均等缺陷，严重时可能会造成拉深件在靠近凹模圆角处产生壁裂或凸模圆角处产生低裂。随着计算机技术的迅速发展和有限元理论研究的不断深入，塑性成形数值模拟技术已成为研究方盒形件成形极限、破坏形式及其预防措施的最常用方法之一，并已经成为当前材料成型领域的一个研究热点。

本次分析盒形件成型过程中压边力、毛坯形状、材料性能参数等因素对其成形极限的影响，期望获得盒形件在成型过程中的成型规律及其影响因素，为后面的工件设计、工艺计算乃至大型覆盖件成型等提供一定的理论参考和计算依据。

1盒形件拉深数值模拟方案

在盒形件拉深成型的过程中，影响拉裂和起皱的因素很多，其中主要有以下几个方面：材料、模具间隙、圆角、板料厚度、压边力、摩擦和润滑、网格的划分、计算方法以及冲压速度等很多因素。主要讨论压边力、板料厚度、材料性能参数（板料硬化指数n）对其影响。

2建立模型

实验选择的盒形件如图1所示，板料厚度t=1mm。首先在UG中建立板料和凸模的模型，以IGES格式导出到Dynaform中进行模拟计算分析。Dynaform为板料成型专用仿真模拟软件，以LS-DYNA为核心采用动力显式积分算法。其次创建BLANK和DIE零件层，将建立的模型分别划分到各自的零件层，并通过凸模间隙自动生成凹模。 图1

基于Dynaform的汽车覆盖件拉深成形分析

摘要：随着我国汽车产业的快速发展，车辆车身开发也越来越注重性能、装饰等细节，对于较为复杂的造型，零件拉延成形的难度也较大，在模具试冲压以及调试、验证过程中产生的各种问题也引起了设计人员的重视。本文基于Dynaform软件，对汽车覆盖件拉深成形进行数字模拟仿真，并对相关工艺参数进行优化，以期提高模具制造的经济性和汽车覆盖件的质量。

关键词：Dynaform；汽车覆盖件；拉深成形

汽车车身开发的基础是覆盖件模具的设计和制造，这也是开发新型车面临的主要瓶颈之一，汽车覆盖件冲压成形取决于覆盖件设计要求及结构特点，这实际上是一个涵盖几何、边界和材料非线性的大变形、大挠度的弹塑性变形过程。然而，在实际设计和生产过程中，因模具设计不合理而引发的成形缺陷问题时有发生。如果借助常规试错法进行纠正，不仅对资源造成了严重的浪费，也难以适应产品快速更新的发展要求。基于Dynaform软件，对汽车覆盖件拉深成形进行数字模拟仿真，有助于模具的开发，且能够为生产实践提供一定的指导。

1.Dynaform软件及在汽车覆盖件方面的应用

1.1 Dynaform软件

Dynaform是当前较为流行的一款板料成形分析软件，具备强大的分析和处理功能，这些功能实现主要基于动力显式积分算法、板壳有限元理论、网格细化自适应技术、多工步成形模拟技术以及有限元模型建立的若干技巧。该软件可以对设计的数值进行模拟，将板料变形过程中的应变和应力分布显示出来，便于对各种成形缺陷进行准确的预测。

1.2基于有限元的汽车覆盖件冲压工艺

数据模拟技术在国内模具工业的应用还相对不足，与发达国家相比还存在很大差距，从目前覆盖件冲压工艺的发展情况来看，模具设计制造中，新模式正在逐渐取代旧模式，数字化塑性成形已经成为一种发展趋势，就拉延方案而言，最先要解决的问题就是拉延方向的确定，即要适当改变凹形及反拉延的形状，然后再在后续工序中对改变的部分进行调整，以达到覆盖件设计要求。基于Dynaform软件的冲压方向，其在确定时要考虑到以下问题：一是在调整冲压方向时应先计算零件的最大宽度或最小拉延深度；二是在检查冲压方向时应从选择拉延深度、冲压负角和拔模角度入手，以此来确定冲压方向[1]。

机电与能源实验中心

实

验

报

告

实验名称冲压工艺及模具设计实验

专业班级 机制091

姓 名

学 号 30906010

宁波理工

实验项目名称： 基于Dynaform的圆筒形零件拉深成形模拟

报告人： 学号：

3090601专业/班级： 机制091

实验时间： 2012.10.17 指导教师：

一、 实验目的与要求

【实验目的】

1. 掌握Dynaform板材成形CAE分析的基本方法。

2. 掌握基于Dynaform的拉深成形方法，能进行后处理分析。

【实验题目与要求】

筒形件拉深，直径为学号后三位加100，深度为直径的2.5倍，凸缘宽度为半径的35%。

前处理文件名为，学号_姓名拼音首字母，其它自定。如学号为3090611138的张三同学，筒形件直径为238mm，前处理文件名为：3090611138_zs.df 。模拟完成后，写模拟分析报告，两周内交班长。请班长按学号先后清理整齐，上交。

要求必须写清楚下面内容：

1. 模拟条件：零件名称、厚度t=2、材料DQSK36、成形条件自行优化（成形方式，速度等）。标出零件尺寸。

2.修改成形参数，优化结果。研究有无压边力的影响，压边力大小的影响；

3. 结果：

 给出dynaform变形网格图。

 给出变形完成（最后一帧）的成形极限图（Forming Limit Diagram）；

 给出变成完成（最后一帧）的厚度变化图 （Thickness）；

 给出压边力曲线；

二、 实验方法、步骤、内容（样例）

1. 利用三维造型软件对待分析的产品进行三维建模，如图 1所示。

图 1三维建模

2. 将模型保存为*.igs格式，导入Dyanform，并进行网格划分，如图 2所示。

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. . . 脸盆的零件图

1、导入模型

启动dynaform5.6后，选择菜单栏“File/Import”命令，依次将之前用UG建立的“DIE.igs”下模模型文件和"BLANK.igs"坯料轮廓文件导入到数据库中，如图1-1所示。完成导入文件后，观察模型显示如图1-2所示。

图1-1 导入文件对话框 .

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图1-2 导入模型文件

2、编辑零件

选择菜单“Part/Edit”命令，弹出如图2-1所示的“Edit Part”对话框，修改各零件层的名称、编号和颜色，将毛坯层命名为“BLANK”，将下模层命名为“DIE”，修改后如图2-2所示，单击OK按钮确定。

图2-1 零件编辑对话框 图2-2 编辑零件

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. . . 3、参数设定

选择”Tool/Analysis Steup“命令，弹出“Analysis Steup”对话框在成型类型Draw Type的下拉菜单中选择双动（Double action),按照图3-1更改相应设置，点击“OK”按钮退出对话框。

图3-1 分析参数设置对话框

4 、网格划分

（1）DIE层网格的划分

设定当前零件层为DIE层，在工具栏中点击按钮，弹出如图4-1所示的对话框，点击“BLANK 2”将BLANK层关闭。