旋壓模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：klapp 創(chuàng)建時間：2019-04-02
旋壓模擬的實(shí)例教程
01簡介
金屬旋壓是一種復(fù)雜的金屬塑形變形過程，廣泛應(yīng)用于航空、航天、軍工等金屬精密加工技術(shù)領(lǐng)域。旋壓主要分為普通旋壓和強(qiáng)力旋壓，其中強(qiáng)力旋壓使初始坯料厚度發(fā)生改變，變形過程較復(fù)雜。目前旋壓工藝的研究大部分仍采用傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法研究，對旋壓的過程控制依賴于經(jīng)驗(yàn)值，生產(chǎn)過程中一旦產(chǎn)生缺陷，原因也不能很好地解釋。而在數(shù)值模擬仿真技術(shù)和軟件成熟的今天，應(yīng)當(dāng)快速采用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬的方法對其進(jìn)行了研究，對不同工藝參數(shù)下的強(qiáng)力旋壓過程進(jìn)行了模擬，獲得了成形角、減薄率、進(jìn)給比等工藝參數(shù)對等效應(yīng)力和旋壓力的影響規(guī)律，為旋壓工藝參數(shù)的選擇和優(yōu)化提供了依據(jù)。
旋壓過程是點(diǎn)接觸并接觸位置不斷發(fā)生變化，在模擬計(jì)算時邊界接觸條件高度非線性，使得旋壓成形機(jī)理較復(fù)雜，旋壓工件各點(diǎn)的應(yīng)力、應(yīng)變分布很不均勻。因此大部分金屬成形仿真軟件對于旋壓模擬都比較費(fèi)力，設(shè)置過程復(fù)雜，計(jì)算速度慢，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果很難與實(shí)際保持一致，需要多次調(diào)試模擬設(shè)置，這些困難阻礙了數(shù)值模擬與旋壓工藝的結(jié)合使用。對于旋壓過程模擬，多年來SFTC公司對旋壓模擬在DEFORM通用模塊應(yīng)用實(shí)踐基礎(chǔ)上總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷研發(fā)改進(jìn)，在DEFORM軟件最新版本v11.2中正式推出了專業(yè)旋壓模擬向?qū)侥KFlow Forming，將復(fù)雜的旋壓有限元設(shè)置內(nèi)部優(yōu)化處理，工藝研發(fā)人員只需按照向?qū)Ы缑嫣崾荆瑢?dǎo)入實(shí)際幾何模型和工藝參數(shù)，即可完成模擬，整個設(shè)置過程猶如高級仿真專家指導(dǎo)一般，實(shí)現(xiàn)了旋壓模擬的高效、高精度仿真計(jì)算。
02技術(shù)特點(diǎn)
1、向?qū)焦に囋O(shè)置界面
Flow Forming旋壓工藝仿真是DEFORM最新推出的向?qū)侥K，該模塊面向?qū)I(yè)的旋壓工藝技術(shù)人員，無需學(xué)習(xí)復(fù)雜的有限元理論和DEFORM軟件的基礎(chǔ)操作設(shè)置，只需按照界面提示，輸入幾何模型、運(yùn)動參數(shù)、選擇材料即可完成模擬設(shè)置。
展開 01 簡介
金屬旋壓是一種復(fù)雜的金屬塑形變形過程，廣泛應(yīng)用于航空、航天、軍工等金屬精密加工技術(shù)領(lǐng)域。旋壓主要分為普通旋壓和強(qiáng)力旋壓，其中強(qiáng)力旋壓使初始坯料厚度發(fā)生改變，變形過程較復(fù)雜。目前旋壓工藝的研究大部分仍采用傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法研究，對旋壓的過程控制依賴于經(jīng)驗(yàn)值，生產(chǎn)過程中一旦產(chǎn)生缺陷，原因也不能很好地解釋。而在數(shù)值模擬仿真技術(shù)和軟件成熟的今天，應(yīng)當(dāng)快速采用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬的方法對其進(jìn)行了研究，對不同工藝參數(shù)下的強(qiáng)力旋壓過程進(jìn)行了模擬，獲得了成形角、減薄率、進(jìn)給比等工藝參數(shù)對等效應(yīng)力和旋壓力的影響規(guī)律，為旋壓工藝參數(shù)的選擇和優(yōu)化提供了依據(jù)。
旋壓過程是點(diǎn)接觸并接觸位置不斷發(fā)生變化，在模擬計(jì)算時邊界接觸條件高度非線性，使得旋壓成形機(jī)理較復(fù)雜，旋壓工件各點(diǎn)的應(yīng)力、應(yīng)變分布很不均勻。因此大部分金屬成形仿真軟件對于旋壓模擬都比較費(fèi)力，設(shè)置過程復(fù)雜，計(jì)算速度慢，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果很難與實(shí)際保持一致，需要多次調(diào)試模擬設(shè)置，這些困難阻礙了數(shù)值模擬與旋壓工藝的結(jié)合使用。對于旋壓過程模擬，多年來SFTC公司對旋壓模擬在DEFORM通用模塊應(yīng)用實(shí)踐基礎(chǔ)上總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷研發(fā)改進(jìn)，在DEFORM軟件最新版本v11.2中正式推出了專業(yè)旋壓模擬向?qū)侥KFlow Forming，將復(fù)雜的旋壓有限元設(shè)置內(nèi)部優(yōu)化處理，工藝研發(fā)人員只需按照向?qū)Ы缑嫣崾荆瑢?dǎo)入實(shí)際幾何模型和工藝參數(shù)，即可完成模擬，整個設(shè)置過程猶如高級仿真專家指導(dǎo)一般，實(shí)現(xiàn)了旋壓模擬的高效、高精度仿真計(jì)算。
展開 車輪旋壓模擬， 復(fù)雜軌跡，
ANSYS/LS-DYNA旋壓模擬的大家都來交流下
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車輪旋壓模擬， 復(fù)雜軌跡，
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復(fù)雜軌跡
如環(huán)軋模擬特有的Ring Rolling（ALE）算法，是目前所有軟件中計(jì)算速度最快的環(huán)軋計(jì)算方法；旋鍛模擬計(jì)算可激活RSE模型，對于局部鍛打成形，計(jì)算效率提高顯著；型軋軋制的2.5D算法，原本需要十幾天的多道次軋制模擬，現(xiàn)在只需要十幾分鐘；多道次的旋壓模擬，包含了傳統(tǒng)的拉格朗日法和ALE算法，還開發(fā)了快速求解和顯式求解，均有效提高了計(jì)算效率，而最新研發(fā)的快速評估模型，能夠在十幾分鐘內(nèi)計(jì)算完成以前需要十幾天計(jì)算完成的的多道次旋壓
旋壓模擬的運(yùn)動參數(shù)見表1。
表1 旋壓模擬運(yùn)動參數(shù)表
旋壓增厚有限元模擬分析
旋壓增厚成形過程中，首先進(jìn)行的是第1 道次旋彎工步，此階段不同成形程度下的等效應(yīng)力分布如圖3 所示。成形初期，預(yù)制板坯外緣緊貼旋輪彎曲外緣處，工件在旋輪剛度及徑向壓力的作用下發(fā)生輕微變形。成形中期，工件外緣部分在旋輪徑向壓力下逐漸發(fā)生彎曲，金屬發(fā)生軸向和切向的流動，形成圓弧狀外緣。
旋壓模擬分析：
（1）旋輪和芯模設(shè)置為解析剛體，毛坯為可變形體
（2）芯模與坯料固定，旋輪做進(jìn)給運(yùn)動且繞坯料旋轉(zhuǎn)
（3）量綱的確定：kg-m
前處理：
1.幾何模型構(gòu)建：ABAQUS建模
2.材料參數(shù)的定義：
（1）創(chuàng)建材料：結(jié)構(gòu)鋼
質(zhì)量——>密度：7850
彈性本構(gòu)：楊氏模量：2.1e11；泊松比：
目前，大多學(xué)者都是使用通用有限元分析軟件來進(jìn)行輪轂旋壓工藝過程的模擬仿真。
因此大部分金屬成形仿真軟件對于旋壓模擬都比較費(fèi)力，設(shè)置過程復(fù)雜，計(jì)算速度慢，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果很難與實(shí)際保持一致，需要多次調(diào)試模擬設(shè)置，這些困難阻礙了數(shù)值模擬與旋壓工藝的結(jié)合使用。
說明：本人在技術(shù)鄰發(fā)表的所有論文均為第一作者原創(chuàng)，未經(jīng)作者允許，不得轉(zhuǎn)載。。。
因此大部分金屬成形仿真軟件對于旋壓模擬都比較費(fèi)力，設(shè)置過程復(fù)雜，計(jì)算速度慢，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果很難與實(shí)際保持一致，需要多次調(diào)試模擬設(shè)置，這些困難阻礙了數(shù)值模擬與旋壓工藝的結(jié)合使用。
