ANSYS Forming 2023R1簡要評測


     眾所周知,LS-DYNA作為業界主流的通用顯示有限元計算軟件,在沖壓分析領域被多個專業軟件使用,比如DynaFomr、JSTAMP、FTI Forming Suite等等,在被ANSYS收購以前,LS-DYNA作為獨立的通用非線性求解器,一直跟多個領域的通用前后處理軟件保持著良好的合作關系;但是在2019年LS-DYNA被Ansys收購,并于2021年推出了專用于沖壓領域的專業仿真工具ANSYS Forming 2022R1,并且LS-DYNA針對此產品專門開發了F14系列的求解器,專供ANSYS Forming,不知道此操作對其他同類軟件造成何種影響,可能也是一種警醒;

此文,筆者通過案例,簡要的評估一下沖壓領域最常用的展開、重力、拉延、修邊、回彈計算等領域,評測ANSYS Forming過程如下:

分析案例:

ANSYS Forming 2023R1簡要評測的圖1

系統: WIN10 22H2 64

測試軟件版本: ANSYS Forming 2023R1


1. 零件展開功能:

筆者找了好久,此功能貌似目前還沒有,這也是目前主流的沖壓分析軟件(AutoForm、Pam-Stamp、DynaForm、Jstamp、Forming Suite等必備功能之一;

2. 前處理測試:

此算例的沖壓過程包含重力、拉延、修邊、回彈四個步驟,從設置過程看,ANSYS Forming比同類軟件有幾個顯著進步的地方:

2.1:網格自動劃分

用戶可以做到全程無感(后臺自動處理),當然用戶也可以在必要時對網格參數進行調整,筆者測試的幾個例子,都無需調整

ANSYS Forming 2023R1簡要評測的圖2

2.2 簡化了工藝設置過程

此軟件,對已經有同類應用經驗的用戶,可以很快上手,學習成本極低,對于標準的單動、雙動設置過程比同類軟件相對操作更少;

ANSYS Forming 2023R1簡要評測的圖3

個別細節還需要加強,比如壓邊力設置需要更自由,目前對多段壓邊力還不支持;

2.3模型自動定位

對于符合要求的模型、標準的單動、雙動設置過程可以做到全自動定位,效果還不錯;

ANSYS Forming 2023R1簡要評測的圖4

2.4 單工步的重力和回彈分析無需額外的設置,勾選即可

   對于板材的初始重力分析及拉延工步的回彈分析,設置簡化到2步,無需額外操作;

ANSYS Forming 2023R1簡要評測的圖5

ANSYS Forming 2023R1簡要評測的圖6

2.5回彈工序可考量重力的影響

   FREE模式時,自動考量,人工約束定位時,可以勾選重力選項;

ANSYS Forming 2023R1簡要評測的圖7

3. 求解過程測試

3.1 自動計算時間步長

LS-DYNA軟件,計算過程自定根據網格大小,自適應時間步長,但是一般情況下,時間步長偏小,計算時間比人工控制要長,但對于新用戶,計算精度提高,因為不合理的時間步長造成的錯誤結果會減少;

3.2計算過程沖壓工具與板材的自動定位

在計算過程中,可以存在沖壓工具與板材的距離過大,以前版本的LS-DYNA不能自動的識別沖壓工具與板材的距離,就會存在空跑現象,浪費了很多時間;現在沖壓工具在計算過程中可以快速與板材自動擬合定位,減少工具空跑的計算時間

3.3 計算提交和設置過程簡化

參數計算的CPU數目和內存,可以方便的自定義,分析過程無需人工干預,實時顯示進度和

ANSYS Forming 2023R1簡要評測的圖8

3.4 回彈計算可能會失敗

這個問題在LS-DYNA的評測過程中,已經在多個算例中發現,此問題從R12.1以后的版本都存在;

4. 后處理

ANSYS Forming 2023R1簡要評測的圖9

后處理基本上該有的都有了,沒啥大問題,操作上也相對比較容易;

5. 總結

整體來說,Aansys Forming的完成度已經比較高了,應付常用的沖壓分析功能基本沒啥大問題,但是相對于AutoForm、DynaForm、PAM-STAMP來說,部分功能還是缺失的;

從現有軟件使用看:

A:求解效率方面還要進一步的提升,畢竟AutoForm的計算效率已經多年沒有對手了,作為業界顯示計算的扛把子,有理由也有必要提升一下了;

B:求解的穩健性需要提升,專用于Aansys Forming的LS-DYNA F14.1.0沒有太大的驚喜,求解效率,計算穩健性還是有問題,筆者測試的幾個例子,回彈計算多次出現問題,切換到舊版本又可以正常計算。

對其他使用LS-DYNA作為求解器的同類軟件,比如DynaForm等,需要有警醒了,LS-DYNA針對沖壓領域專門優化的求解器版本如果和以前一樣大家都可以用,可能問題還不大,假如是Aansys Forming專用,那么競品未來堪憂,也許是時候考慮自行開發求解器了。



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