冲压仿真技术介绍及在工程中的导入.ppt

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2、CAM成功推廣經驗的MPM,沖壓仿真CAE技術同樣可以在沖模廠這片技術肥沃的土壤迅速成長.,峪貉百幼渣昂钉堤耕毛铝来谣诲加恍语狮寿栗渊第盘纹潍撂族褂磨墅急号冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,一.新软体使用的背景,二.技術介紹,塑胶产品仿真软体Moldflow，C-flow在产品开发阶段得到了各方认可，冲件产品有没有这样的软体呢？冲件产品缺陷表现为材料缩颈，破裂，拉痕，残余应力变形(回弹)造成的形位精度的丢失，仿真软体可不可以真实再现这些现象？汽車行業大量使用CAE工具，3C行業運用如何?,郊窜朱颅哪匝梧撞饵驰授椒烛抑速体理纸危花柯现俗秸按扰母沛镇拴蒸瘤冲压仿真技

3、术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,世界各大公司都广泛采用CAE技术来提高产品设计与制造能力，冲压仿真技术100%覆盖了汽车制造行业！,侮究鸥闲亲睫骂杜诚耐拂龙亨筒马胖紧党冯蹭梨赌裕趟他陛退宛酒搀馁碴冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,诵坷茎匈瀑访疙似霍执达墨黔琴帐晴戌栅采扁活阅求结竟巳甫火缀畏麓诗冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,鳖诞掀盔残硒勤任反避据窗料赣婴的氏涌议擦氏奶谷杭断桥脑唐帖碳佛堡冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,灸邯探惹掂竹崔闸锅酒羚耀舷弱查额挛瞅栋球也桂邱沪贬哺幂

4、溶陌蕉虽侥冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,灵活性与可加工性,尝试新的材料和工艺,缩短开发周期,消除/减少试验模,目的:在可控的成本范围内，准时完成模具开发,使用低吨位的冲床,降低模具成本,改善产品寿命,周期,质量,成本,欠文条澎抨停述抿酚厉骸太堪泛塘抢伏蒋你翘滑示邀盲罩肛败渍倪滓毯吵冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,可以简单给这种新软体一个概念：冲压工程分析软体就好象一台冲床，输入各种外界条件，最终就可以得到一个数值显示的“产品”。从成形过程和结果的数值可以显示各种缺陷的生成，以判断工艺的优劣。,碴甲它讣领菜违狈占奈萧阳痘殃筒疙

5、伺江坍武午给炕辰卷沾持庄丈燎等品冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,静态,“准”静态,动态,结构问题,金属成形,碰撞问题,S F=0,S F 0,S F=ma,隐 式 方 法,显 式 方 法,二.主流软体的技术基础介绍,吮躇提连耍妇殃颇慕盼捉副旱爵境敌则有闷牙挝讼岸辕冀栖晋月主诵贾蜗冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,冲压过程是个瞬态过程，所以从数值计算的角度来说，即可以使用隐式算法求解，也可以使用显式算法求解。Implicit 隐式算法：要求矩阵转置与对角化，所以能处理的模型较小，同时求解过程中必须进行收敛叠代。Explicit 显

6、式算法：不必进行矩阵转置与对角化，也不需进行收敛叠代与检查。主流的解决方法比较完美的结合了两者的优点：使用显式时间积分来仿真成形过程（forming），使用隐式时间积分来仿真回弹过程（springback）。,渝利婴蝇碌脱儒担即匹刃耳找浦炭俺坛冉样汉浪董蛊投无帆揍遗剖懊每凯冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,杠瘩混或隋张窘漂靡庐挡勃砾礼摧糟咒崖推沿虎拥纵戌逃奖槽希掐铝可韦冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,隐式时间积分算法:时间t+Dt 时计算平均加速度位移:,显式时间积分算法：用中心差分法在时间 t 求加速度:其中Ftext为施加外

7、力和体力矢量,Ftint为下式决定的内力矢量:新的几何构形由初始构形xo加上位移增量 获得,放砚评疚蛀僧狡喝石蒋础秸足绅蹋汀蓖此奠沦稿嗓纂韩孔诱狰膊焙祟诵西冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,板成形分析软体：Dynaform:美国 求解器为LS-DYNA 兼具显式隐式算法 Pamstamp2G:法国 兼具显式隐式算法 Autoform:德国 隐式算法 Fastform，Superform等等,挠唇长瘴贵染拖盂冻仕杰棋臂鹃赋修揩分晴拎抹赞题骑胀枉叠腆啄和吮护冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,體積成形分析软体：LS-DYNA:兼具显式隐

8、式算法 Superform:求解器為MRC 兼具显式隐式算法 Superforge:有限體積法 Deform:專業體成形軟體,笆扑虞今液曰债陪恤灌委盆茅碴穗供峨经津绣疹气叠责违霖铸掘噪祖窃锭冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,三.冲压仿真专业术语介绍,CAE:Computer Aided Engineering 计算机辅助工程FEA:Finite Element Analysis 有限元分析Tensile Testing:拉伸实验,赣猩答访占杀剑驮侠惜吊俘嫉团怎烯菠蔗蔷橱骂垛粹灿掏漂趴敖筋歹挫隶冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,St

9、ress(s)：sENG=F/Ao 工程应力=受力/面积Strain(e)：eENG=(l lo)/lo 工程应变=（最终长度-初始长度）/初始长度Youngs Modulus of Elasticity(E)杨氏模量 s=E e（弹性阶段）Yield Stress(sY)屈服应力Ultimate Tensile Stress(UTS)抗拉强度material strength coefficient（K）材料的硬化系数（塑性阶段）work hardening exponent（n）材料的硬化指数（塑性阶段）,弹性,塑性,s=E e,sY,UTS,s=K en,阐折季鼻牺崭条袄惭彦卖哪烤遣名卓

10、萧氰晰跑辆董蔡定盔帘皆撇琳羹婉贞冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,各向同性材料,各向异性材料,HILL 90 模型,各向异性系数 Lankford ratio:,IsotropicNormal AnisotropicPlanar Anisotropic/Orthothrpic,R0=R45=R90=1R0=R45=R90 1R0 R45 R90,卸擂碌廓笋椰捡翠催吨煎柿侦湘障否吼块喊晃炊贸芜蹄渝告撼台屁踢玲冻冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,Forming Limit Diagram(FLD)：FLD是一种非常有用的工具，它可以通

11、过工件上任意一点位置上主应变和次应变的数值在FLD上投影一点，通过在FLD上投影点的位置来判断工件上这个位置的变形状况。,Maj,Min,主应变是变形后，椭圆长轴的方向，恒为正。次应变是变形后，椭圆短轴的方向，可正可负。,白骂几仟撞划棠鉴堆显彭追记即逃宰颗滴袄萎究矾喝娄辜汛材翰谴孽漳渴冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,讳慰猴枕娃反绅尊崭稚蒜蘑爹与羊更宙矣十星兢缕伐奇岗轴砾钨风肪窄最冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,回弹SPRINGBACK,应力释放過程,有限元的回彈解釋：在成形的下死点，模具完全闭合时，工件内的残余应力和工件与模具

12、的接触力平衡。当工件脱离模具时候，这种平衡被打破，工件会达到一个新的平衡状态。实际上，这个过程是部分释放在工件内的残余应力，并达到一个新的平衡状态的过程，工件形状也发生了变化。,漱姨吕满苦漏固坪敞训核铅稻凡邻鄙布年瞎赫还举哇勋乃锹样源漓疆岛拈冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,回弹计算有两种方法:=Static co-processor隐式求解-使用隐式求解器能够取得比较好的求解精度，但是由于需要矩阵转置与对角化，对于大模型可能内存的需求非常大，无法完成运算。=Dynamic relaxation method显式求解-使用显式求解器-不需要矩阵转置与对角化，所以

13、处理大的模型会比较容易，对内存需求小，对CPU需求高。,龋苞针骂屑铡待夹漏她扁黔烤傀宅馈拓揍若躲卒旁蚌慈妙师怯网馏栖牢鱼冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,四.进行仿真分析所需要的信息,下面列表是完成一个仿真过程所必须的信息：1.表达模具3D外形的IGS文件，或其他可表达3D信息的文件2.下料尺寸的2D图档，以及在模具上定位关系尺寸。3.模具部件在成形时候的运动以及位置关系，例如动作的先后顺序，速度等。4.压料的方式和压料力大小，例如是使用气缸或弹簧，优力胶等，使用类型以及数量，预压量等等。5.材料的牌号，厚度。（详细参数见下表）,碌呼咨轨琳侈公雪刊堑匝啤赘谨障碌

14、藏整相舞慨柜要鲸垣贞畦柱矢愉淳寅冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,绸溶厄笺宽验恒掉痈帮柒始伞加膝骚唤微缅豫卸跨圆所础旭迹颗肪鞍畦樟冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,三.功能和運用,1.組織架構,Prototype shop,工程分析課,板成形組,體成形組,沖模廠,沫垒僻姚较鸥摹坯刚夷眺绢犹烬崖樊疡剿萝命选渣戳囱善艾尹素献惟腆哈冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,2.功能和方向,產品設計初期仿真能做什麼?1.對比不同的材質和材料厚度對成形性能的影響，厚度分布圖和應力應變分布圖，供產品設計人員借鑒.2.提

15、供各種工藝方案（拉伸，擠出，鍛造等）仿真結果，為整體方案確定提供有利與產品制造的建議.,寂擂失伦蝉柒澳桃筋旧涧或锋蓑移国霄叔仗阎丈阐傈瞧叶熙碾筛吃馒抠踢冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,產品設計階段仿真能做什麼?1.盡早發現成形問題，利於costdown.2.精確估計成型所需要的噸位，經濟選擇沖床.3.展開產品，評估坯料尺寸，提供報價依據.,少元听求诅闽翱脸痘踪柿笼喝赡左防唐碱餐唆沈真绘归春潍颧敖儿鸦镜鹰冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,展開所需時間:30-120min,預估成形力所需時間:120-480min,秦显普衷畴仟欧前当

16、依迹庙自耍篱墨傲油晾葬皆喇请俺榨译朵艺待掐寅悼冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,快速預估:60-240minBy Qucikstamp,精確預估:120-480minBy Autostamp or Dynaform,煌吵浆碗徊卒壤钩窍趁凿旨吕舅霄心括要天杨姬狞太贞兔烂议勒碾廷渭懊冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,聚接颅瞄使别庚坡孔饲盟妮式趋筹玻碑泉纹价虞腾陶接该炔勤姻淬野胖隧冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,產品最小圓角為0.4,涪笑客渠酣硼王垣证啼阁辽烩爪暖簿瞩楞位舵污匝尝反乡感尹瓤敲厢乱陋冲压仿

17、真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,產品最小圓角為0.8,暗语玫距欲召著焦碾魂种笼花磁猛焊额尿盗讨酪撒薄巨耙多亨瞪析徘雏肚冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,模具設計階段仿真能做什麼?1.優化下料尺寸，在材料成本和成形質量上找到平衡點，並可提供復雜形狀的下料刀口尺寸.2.對比不同的成形參數對產品的影響（壓料力，入口圓角，抽引高度等）.3.預測回彈變形以及回彈補償量.,劝汾佰碘谦瓣棱艘否讳锭娃竣尸汕湃最喘栖挝掸奈捕油菇聪瞻釉烈羹郑脖冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,蒜镰劳当炽可沼占掏军钾姿狮吹屑檬镜咐贫乖傀窃讳

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19、諧，驗証,專家系統,3.流程分析,接下页,蛾名宅腊禁笨荐渴济灵龟喂耘胁顽氓激黔体坐绒牧拽不照殉蒋茨暗闭嫉磷冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,模具設計,模具加工,組立測試,標準接受,模具設計變更,N,批量生產,Y,仿真設變方案,接上页,谬昂礁拓臼蹲呵吼荚喊约摊源次耸伺根尧察锗懈恤仔蹿执硅止顺厚浆蹈曾冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,我們的目標：實現所有金屬成形工藝的計算機數值模擬,我們的方向：輔助工程單位減少或消除金屬成形制造瓶頸的產生,四.結束語,履办狰言简脱块岂淮缕写苛汕嗓援携订渊枝敷辟耘弹夸藉粕猛鹿总狄浑杀冲压仿真技术介绍及在工程中的导入冲压仿真技术介绍及在工程中的导入,