阿毅2014鍛壓系列講座-SimuFact.Forming V11版模具彈簧設置詳解
SimuFact.Forming V11版本發布后,Die Spring模具彈簧設置在新版本中得到了極大的改進,與以前的SimuFact.Forming V8-V10相比,SimuFact.Forming V11版本在施加模具彈簧后,施加彈簧的模板既可以像V10之前版本一樣,彈簧一端固定另一端運動,彈簧處于固定壓縮狀態;也可以實現V10之前d版本不能實現的,即彈簧的固定端可以隨其他模具模板的聯動,即隨著指定模具模板的運動而運動,彈簧整體處于運動壓縮狀態;Die Spring功能的增強,使得SimuFact.Forming能夠基本模擬所有的彈簧力加載類型,是V11版本的一大亮點。
下面就SimuFact.Forming V11新版本的Die Spring彈簧施加部分進行詳細的說明:
1 :彈簧基本設置: 1.1 加載彈簧首先條件設置欄在空白處點右鍵
依次選擇:
dietype模具類型 ->diespring模具彈簧->Manual手動
1.2.1 地面固定時(the gound) 方式:
施加彈簧時,如果彈簧施加的模板不和其他模板聯動(彈簧的一端連接模板而另一端固定不動,或者在鍛壓過程中施加彈簧的模板保持不動),就選擇本彈簧相對于:地面the ground。
彈簧的類型設定:彈簧是…(the spring is…….)
SimuFact.Forming的彈簧僅支持彈簧的壓縮施力,不支持彈簧的拉伸施力;當模具模型導入SimuFact.Forming后,如果模具模板已經和坯料接觸,就選擇釋放彈簧(released,無壓縮彈簧,此時彈簧不受力);而如果導入的模具模板模型位置是鍛壓過程結束后的位置(彈簧處于壓縮狀態,不與坯料接觸,就選擇壓縮彈簧(compressed,彈簧處于受力壓縮狀態);
方向:(Direction)
釋放彈簧:選擇模板在實際鍛壓過程中的移動方向;
壓縮彈簧:選擇施加彈簧的模板模板向坯料的移動方向;
位移:(Displacement)
此選項是施加彈簧的模板在整個分析過程中允許移動的距離;
釋放彈簧:開始分析前,模板不動,然后隨鍛壓過程模板沿著指定方向上移動的距離。
壓縮彈簧:開始分析前模板首先沿著指定的方向移動此項設定的位移,然后模板保持不動或沿著指定方向的反向運動;(其實就是彈簧力釋放出來將模板送到和坯料接觸的位置,以后就和松弛彈簧是一回事了);
注意:如果某個模板只對坯料起到固定作用(沖壓的壓邊圈)用壓縮彈簧即可;
1.2.2“ 另一物體” 時(another body) 方式:施加彈簧時,如果彈簧施加的模板隨其他模板聯動(彈簧的一端連接彈簧加載模板而另一端連接另外一塊運動模板;),就選擇 another body(聯動固定)
彈簧的類型設定:另一物體(the spring is……. Another body)
SimuFact.Forming的彈簧僅支持彈簧的壓縮受力,不支持彈簧的拉伸受力;當模具模型導入SimuFact.Forming后,如果模具模板已經和坯料接觸,就選擇釋放彈簧(released,無壓縮彈簧,此時彈簧不受力);而如果導入的模具模板模型位置是鍛壓過程結束后的位置(與坯料分離,在鍛壓結束的位置,就選擇壓縮彈簧(compressed,彈簧處于受力壓縮狀態);
方向:(Direction)
松弛彈簧:選擇模板鍛壓開始后相對“另一物體”模板的移動方向(假設運動模板不動,彈簧模板的移動方向,其實就是2個彈簧模板相對運動模板縮短距離的方向;);
壓縮彈簧:選擇模板向坯料的移動方向
位移:(Displacement)
此選項是施加彈簧的模板在整個分析過程中相對”另一物體”模板允許移動的距離;
松弛彈簧:開始分析時模板保持不動,然后模板沿著指定方向上向指定的模板移動距離
壓縮彈簧:開始分析時模板首先沿著指定的方向移動此項設定的位移,然后模板沿著指定方向的反方向,向聯動模板的移動的距離;(其實就是彈簧力釋放出來將模板送到和坯料接觸的位置,以后就和松弛彈簧是一回事了);
在初始設置時,沒有調入具體的模具工具時,聯動固定的選項是沒法選擇的,調入到具體模具工具時,再次點擊,就可以選擇了,估計這個版本的BUG;
1.3 設置彈簧的常數
如果想嚴格的按照實際的彈簧附加力進行模擬,就需要定義彈簧的彈性系數:
第一種方式:鎖定:Fixed只需要定義線型的彈性系數即可,
第二種方式:表單控制:Table driven(only for FE)精確的模擬彈簧力的加載過程,就需要自定義非線性的彈性系數了;
注意:使用表單控制定義后,只能使用FE求解器(即MARC求解器)不支持FV求解器;
1.4 設置彈簧力如果不想使用彈性系數進行控制,SimuFact.Forming也支持直接輸入彈簧力進行控制;第一種方式:鎖定:Fixed只需要輸入固定的彈簧力即可,
第二種方式:表單控制:Table driven(only for FE)精確的自定義彈簧力的加載過程,就需要使用時間或者位移來控制力的加載;
注意:使用表單控制定義后,只能使用FE求解器(即MARC求解器)不支持FV求解器;
1.5 顯示彈簧模型
此功能是SimuFact.Forming V11版本新增功能,可以在模擬的顯示彈簧的模型,這個對于模擬動畫顯示很有幫助,省卻了動畫后處理的繁瑣;
設置完畢后,在想添加彈簧的模具模板上,直接選擇彈簧,并按住左鍵拖拉進去即可;
2. 實例應用說明2.1 實例1 :
需求說明:
如下圖所示:鍛壓開始后,坯料放在下模上,兩個壓邊在彈簧作用下施加向下的力,將坯料固定在下模上,然后沖頭進行鍛壓;,
彈簧設置:
選擇壓縮彈簧
壓邊開始模擬時往-Z向移動;
移動距離:0.75mm;
地面固定;
彈性系數設置:
由于使用的是彈簧力的加載(一個固定值),不考慮過程中的力的變化;
彈簧力設置:
整個分析過程,binder的彈簧力是固定值500KN;
初始預加力為1KN
不顯示彈簧模型:
開始計算后的效果如下:
從這個例子說明,對于功能比較單一的彈簧施加過程,SimuFact.Forming是可以非常完美的模擬實際的彈簧的工作過程的;
2.2 實例2 :
需求說明:
Punchblot和punch2之間有彈簧,punchblot在壓機的作用下往下運動,并帶動punch2的運動,punchblot和punch2之間有擋塊,punchblot和punch2之間彈簧的壓縮量是8mm(即彈簧只能壓縮8mm);當punchblot和punch2之間的距離縮短8mm之后,通過擋塊的作用,兩者之間的距離不再變短,此時punchblot和punch2在壓機的作用下一起往下運動;
彈簧設置如下:
設置過程如實例1,需要注意的是,punch2的彈簧是基于punchblot的;
Punch2和punchblot之間有彈簧(松弛狀態),在鍛壓的時候,punchblot在下壓的時候會帶動punch2的向下(-z)的運動;當punch2和坯料接觸后,punch2停止運動,此時punchblot壓縮彈簧,彈簧施加一個向下的力給punch2,punchblot與punch2之間的距離變短,此時punch2相對于punchblot(參照物)向Z方向運動,所以設置的是punch2向Z方向運動,當punch2和punchblot之間的距離縮短8mm之后,punchblot和punch2一起往下運動(兩者之間不再放生相對位移即距離不再縮短)。
注意:施加彈簧的模具模板只能在聯動模板或者坯料的作用下移動,如果沒有,則默認靜止;這個剛開始有點難以理解,不過確實是可以覆蓋目前所有的彈簧施加類型了;
3 現有彈簧的不足:
如下面這個案例:
PUNCH2和die之間有彈簧;punch1在壓機作用下往下鍛壓,punch2在坯料和punch1的作用下也一起下壓,,但是由于受到向上的彈簧力,所以punch1和punch2之間的距離在縮短,當punch1和punch2完全接觸后,兩者再一起下壓至die,punch2和die接觸后,鍛壓過程結束;
這個過程沒法實現,其實嚴格上說跟彈簧沒關系,是SimuFact.Forming不支持模具模板之間的接觸關系導致的;這個分析不能再現整個模擬物理過程,只能用近似的方法模擬;
總結:
通過上面的例子我們可以看出,SimuFact.FormingV11版本的彈簧功能已經做了較大的改進,在現有的同類別鍛壓分析軟件中,此點功能還是比較先進的,走在了其他軟件的前面;但是受限于接觸關系的影響,導致不能模擬所有的物理情形,這點還有很大的改進余地。
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