擠壓仿真的案例
基于optistruct保險杠擠壓仿真模擬 ￥80
基于Optistruct保險杠擠壓仿真，本案例目的在于學習如何在optistruct中做接觸和擠壓分析，如何定義剛性體（不是剛性墻哦）、施加位移加載、創建接觸等。其前處理是在optistruct中完成，h3d結果文件在hyperview中查看。
保險杠擠壓仿真結果動畫（模型1）
保險杠擠壓仿真結果動畫（模型2）
也就是說學會本案例的仿真也可以在optistruct中做電池包擠壓仿真了，哈哈！
展開 基于 Inspire Extrude 的白車身門檻梁用鋁型材擠壓仿真模擬與模具結構優化
陳亮 謝國文 田永生 陳曉紅 尤彬波 吳雄偉
廣汽研究院工藝工程部 廣州
摘要：本文借助于基于任意拉格朗日-歐拉（ALE）有限元法的 Altair 擠壓仿真分析模塊 Inspire Extrude 軟件，在產品開發階段針對車身門檻梁用大型復雜截面的分流寬展模進行正 向穩態擠壓仿真模擬，對型材出口流速、位移等結果進行分析，預測型材擠出的彎曲、翹曲 等問題。同時基于初步的仿真分析結果，通過優化初始模具結構中的分流孔、調整工作帶長 度等方面，再次進行擠壓仿真模擬，得到出口流速趨于均勻的分析結果。最后對優化后的模 具結構進行生產驗證，實際表明仿真分析結果基本與生產一致，縮短了產品開發周期，降低 了模具調試成本。
關鍵詞：車身用型材 鋁擠壓 有限元模擬仿真 ALE 有限元
1 概述
近些年，為解決全球氣候環境的溫室效應，降低燃油車尾氣排放問題，全球電動汽車市場不斷發展。車身的輕量化是提高電動車續航里程，解決用戶“里程焦慮”的有效方法之一。在車身輕量化方案中，鋁擠壓型材以其比鋼更低的密度，相對于沖壓鋁板更低的制造成本，同時以具備多車型平臺共用的潛力得以在電動車下車身各類梁中得以廣泛應用[1]。
由于車身加強梁類擠壓型材（如門檻梁、中通道和前/后縱梁等）大多具有多型腔、截面大、壁厚薄特點，同時強度和精度要求高，因此在前期車身設計開發階段，對鋁型材進行工藝同步仿真分析具有十分重要的作用。
展開 基于hyperworks+Lsdyna擠壓模擬分析（電池包擠壓仿真可參考）并輸出螺栓剪切力及軸向力 ￥20
以一個簡單的擠壓仿真分析為例，介紹如何在hyperworks的lsdyna界面實現整個擠壓仿真的前處理，在lsdyna中提交計算，hypergraph中進行后處理。
幾個關鍵點：如何定義彈塑性材料MAT24（材料曲線）、剛性體材料MAT20，如何定義壓頭與箱體的接觸，如何定義箱體與剛性墻的自接觸，如何定義壓頭的約束及加載尤其是創建壓頭的位移加載，如何定義控制輸出等。
還是那句話，我們不玩虛的，玩虛的沒意思！
Beam單元創建焊點單元或作為螺栓單元，通過控制輸出其受到的軸向力及剪切力。至于壓頭擠壓力輸出可學習空間內另一個案例《基于hyperworks+Lsdyna擠壓模擬分析-2》。
擠壓動圖
有限元模型
軸向力
軸向力（濾波處理）
剪切力
剪切力（濾波處理）
本案例僅提供模型文件及結果文件及其它相關教程，更加詳細的內容見收費部分，針對本案例在實現上有什么疑問可私信。
展開 基于hyperworks+Lsdyna擠壓模擬分析（電池包擠壓仿真可參考）并輸出截面力 ￥25
以一個簡單的擠壓仿真分析為例，介紹如何在hyperworks的lsdyna界面實現整個擠壓仿真的前處理，在lsdyna中提交計算，hyperview中進行后處理。
幾個關鍵點：如何定義彈塑性材料MAT24（材料曲線）、剛性體材料MAT20，如何定義壓頭與箱體的接觸，如何定義箱體與剛性墻的自接觸，如何定義壓頭的約束及加載尤其是創建壓頭的位移加載，如何定義控制輸出等。
還是那句話，我們不玩虛的，玩虛的沒意思！
使用*DATABASE_CROSS_SECTION 和 *DATABASE_SECFORC可以獲得一個橫截面上的內力和內力矩。注意，在使用set選項設置橫截面時，必須提供用于定義橫截面路徑的節點集以及橫截面某一側的至少一個單元集。本案例在這里只講述如何輸出截面力，關于截面如何創建、截面力輸出如何控制、如何輸出截面力具體操作見收費內容部分。至于壓頭擠壓力輸出可學習空間內另一個案例《基于hyperworks+Lsdyna擠壓模擬分析-2》。
擠壓動圖
有限元模型
輸出截面力
本案例僅提供模型文件結果文件及相關指導，凡購買的朋友針對本案例仿真實現上有什么疑問可以私信。
展開 
基于LS-DYNA的電動汽車電池擠壓損傷仿真分析
本次仿真分析基于常用LS-DYNA進行顯式動力學分析，通過對電池殼體進行模型建立，加載邊界條件與試驗條件保持一致。對電池單體進行仿真分析建模，如圖4所示。
圖4 電池單體擠壓仿真模型
圖5 擠壓變形結果
通過仿真分析，發現殼體的應變如圖5所示，由于殼體厚度對殼體強度具有正相關關系，但擠壓初始過程中并未到達殼體的強度極限，因此在擠壓初始階段，電池殼體受力隨著變形量的增大逐步增加。
圖6 擠壓仿真應力結果
當擠壓變形程度剛好使殼體變形量為9 mm時間，仿真分析結果如圖6所示，此時最大應力為170 MPa，殼體強度大于其強度極限要求，并且發生了塑性變形，與試驗結果保持高度一致性。
通過分析其應力分布圖可以看出，電池殼體兩端變形較大，受擠壓后更容易因為殼體變形，導致其內部隔膜破裂，從而引發內短路，發生起火失控現象，其殼體機械損傷程度為兩端高，中間幾乎無損傷，兩端部位的變形量也變化較大，可見電池殼體在擠壓過程中，受到兩端較大變形，導致其內部隔膜破壞，發生內短路，進而失效。
擠壓仿真過程中，同時提取了X、Y、Z方向的擠壓力，如圖7～9所示。
圖7 X擠壓方向仿真結果
圖8 Y擠壓方向仿真結果
圖9 Z擠壓方向仿真結果
圖1 0 仿真結果與試驗結果對比
結果表明，沿著X擠壓方向受力最大，但同時在Y和Z擠壓方向上，由于擠壓變形后，擠壓力隨著電池單體發生不可逆的塑性應變，也會有擠壓力的波動，符合預計結果。提取得到電池單體在擠壓過程中受到的載荷實時曲線與試驗結果的曲線對比，如圖10所示，由圖可知二者趨勢基本一致。
在電池單體擠壓變形時，內部的正極和負極之間的隔膜可能會被擠壓或磨損，導致電解質泄漏或短路。
展開 基于hyperworks保險杠擠壓仿真模擬（節點接觸力輸出） ￥60
基于hyperworks保險杠擠壓仿真，本案例目的在于學習如何在optistruct中做接觸和擠壓分析，如何定義剛性體（不是剛性墻哦）、施加位移加載、創建接觸等。其前處理是在optistruct中完成，h3d結果文件在hyperview中查看。輸出節點接觸力，接觸面接觸力。
接觸力云圖動畫
節點接觸力曲線
也就是說學會本案例的仿真也可以在optistruct中做電池包擠壓仿真了。不過在接觸力輸出個人覺得還是hyperworks聯合lsdyna軟件計算比較方便后續優化可以hyperstudy聯合lsdyna優化。
任意兩條曲線疊加
展開 基于Hyperworks和LSDYNA的擠壓仿真 附ls-dyna地震仿真下載
利用有限元技術對動力電池包進行仿真分析主要可以做以下方面的工作：
（1）電池組熱管理，可以建立虛擬的電池組和散熱通道的三維模型，在此基礎上分析散熱效果并對不同方案進行對比和優化，取代了試驗方法，大大提高了設計效率；
（2）電池的機械性能分析，仿真模擬沖擊、碰撞，碾壓，針刺對電池的影響；
（3）電池的電性能分析，可研究過充/過放，大電流，充/放，外部短路對電池的影響，也可研究匯流排、動力電纜的大電流發熱和溫升情況；
（4）電池的結構力學分析，可研究電池組的振動、耐久性和疲勞壽命。
在機械性能方面，擠壓仿真是動力電池包必須通過的一項嚴苛的測試。本文就擠壓仿真過程中使用的參數、卡片進行歸納總結。限于計算條件有限，僅以小模型驗證仿真思路。
仿真所采用的模型如圖所示，一剛性輥子以0~1000N的斜坡載荷擠壓兩端固定的簡支梁。
所采用的仿真流程為:
網格劃分—建立材料屬性—殼單元屬性—實體單元屬性—接觸—約束—載荷曲線—擠壓力載荷—計算控制卡片—k文件的導出—導入ANSYS計算—后處理。
仿真效果如圖所示。
該案例只能為電池包的擠壓仿真提供思路，并不能代表真實的擠壓仿真。實際上，輥子對電池包的擠壓速度很緩慢，擠壓的過程中可以看成無數個微小時間間隔的靜態過程，因此電池包的擠壓仿真用Abaqus做準靜態仿真更準確。由于水平有限和硬件不足，僅僅以低速碰撞替代準靜態擠壓，為電池包的擠壓仿真探索思路。
在本案例中用到的卡片和關鍵字總結如下。
展開 基于Hyperworks和LSDYNA的擠壓仿真
利用有限元技術對動力電池包進行仿真分析主要可以做以下方面的工作：
（1）電池組熱管理，可以建立虛擬的電池組和散熱通道的三維模型，在此基礎上分析散熱效果并對不同方案進行對比和優化，取代了試驗方法，大大提高了設計效率；
（2）電池的機械性能分析，仿真模擬沖擊、碰撞，碾壓，針刺對電池的影響；
（3）電池的電性能分析，可研究過充/過放，大電流，充/放，外部短路對電池的影響，也可研究匯流排、動力電纜的大電流發熱和溫升情況；
（4）電池的結構力學分析，可研究電池組的振動、耐久性和疲勞壽命。
在機械性能方面，擠壓仿真是動力電池包必須通過的一項嚴苛的測試。本文就擠壓仿真過程中使用的參數、卡片進行歸納總結。限于計算條件有限，僅以小模型驗證仿真思路。
仿真所采用的模型如圖所示，一剛性輥子以0~1000N的斜坡載荷擠壓兩端固定的簡支梁。
所采用的仿真流程為:
網格劃分—建立材料屬性—殼單元屬性—實體單元屬性—接觸—約束—載荷曲線—擠壓力載荷—計算控制卡片—k文件的導出—導入ANSYS計算—后處理。
仿真效果如圖所示。
該案例只能為電池包的擠壓仿真提供思路，并不能代表真實的擠壓仿真。實際上，輥子對電池包的擠壓速度很緩慢，擠壓的過程中可以看成無數個微小時間間隔的靜態過程，因此電池包的擠壓仿真用Abaqus做準靜態仿真更準確。由于水平有限和硬件不足，僅僅以低速碰撞替代準靜態擠壓，為電池包的擠壓仿真探索思路。
在本案例中用到的卡片和關鍵字總結如下。
展開 全新一代擠壓仿真工具---Altair HyperXtrude2015
全新一代擠壓仿真工具---Altair HyperXtrude2015
擠壓產品和擠壓模具制造企業都面臨著在更短的開發周期內制造更加復雜的產品的壓力。與此同時，擠壓行業的制造商們都在尋找降低生產成本的有效途 徑。借助于Altair公司全新一代的擠壓仿真工具HyperXtrude2015模擬擠壓過程 中金屬流動情況和溫度、壓力的變化，擠壓模具設計工程師們可以在虛擬的環境 中快速地了解和發現模具設計中存在的問題，并及早地修復這些問題；擠壓產品 設計工程師同樣可以借助這個工具快速地了解和發現產品設計的合理性和可行 性。從而大大地縮短試模周期和降低開發成本，加快產品上市的速度，在日益嚴 峻的競爭中處于有利地位。通過這次網絡視頻會議，參加者可以全面地了解 HyperXtrude2015的全新設計、簡單直觀的交互界面和強大的新功能。
時間：9:30~11:30;2016年6月21日
演講人：HyperXtrude技術專家
面向對象：擠壓產品設計工程師、擠壓模具設計工程師、以及其它對Altair產品 感興趣的參與者
主要內容：
★ HyperXtrude2015全新用戶界面：
★ HyperXtrude2015新功能：
√ 智能化的流程
√ 強大的幾何修復、網格生成引擎
√ 模具強度耦合分析
√ 工作帶長度優化
√ 遠程作業提交
√ 自動生成計算報告
★ Demo演示：
參與方式：
△ 點擊網頁在線注冊
△ 點擊電子郵件注冊 HyperXtrude 網絡會議
△ 掃描下方二維碼報名
展開 solidThinking CLICK2EXTRUDE 應用于擠壓工藝仿真
行業：鋁擠壓制造
挑戰：在時間和成本有限的情況下測試模具擠壓性能
Altair 解決方案：部署擠壓仿真軟件 solidThinking Click2Extrude， 在實際生產之前對擠壓工藝進行仿真
優點：一周內進行無數次仿真 ；節約數千美元的材料、機械設備和實際試驗成本； 提高為潛在項目報價的準確性
背景介紹
APEL EXTRUSIONS LIMITED 是一家提供全方位服務的制造商，致力于鋁擠壓和精加工。公司于 1972 年在加拿大艾伯塔省卡爾加里市創立，此后發展至俄勒岡州科堡市。其總部和生產設備位于艾伯塔，并在俄勒岡開設有工廠。 其服務范圍涵蓋加拿大西部以及美國西部。 APEL 是北美地區極少數提供全方位擠壓服務的制造商，并以此為榮。秉持“以客戶為重”的企業理念，APEL 提供全面的一站式服務。其鋁擠壓產品 可用于多種應用，例如民用和商用建筑、HVAC 系統、休閑汽車和日用消費品 等。
挑戰
鋁擠壓行業的現狀是：平軋鋁材和擠壓鋁型材產品的需求與日俱增，遠勝以往。這主要歸功于運輸業的蓬勃發展。這種趨勢預計將持續到 2020 年，其中北美地區的大部分需求都來自汽車行業。隨著鋁擠壓產品需求的增長，APEL 等同類企業希望適應客戶的需求，不斷提供超緊密度容限的高質量解決方案。 對于 APEL 而言，想要為客戶提供高質量產品，開始實際擠壓過程之前還需要 一個關鍵的步驟。
APEL 成立于 1972 年，是一家提供全方位服務的擠壓制造商。其業務范圍涵蓋加拿大西部地區和美國西部地區。APEL 是北美的一家現代化擠壓公司，擁有 40 余年的行業經驗。它不斷投資新設備和功能，力求滿 足市場的當前和未來需求。
展開 基于hyperworks保險杠擠壓仿真模擬-速度載荷施加 ￥60
基于hyperworks保險杠擠壓仿真，本案例目的在于學習如何在optistruct中做接觸和擠壓分析，如何定義剛性墻、施加速度載荷、創建接觸等。其前處理是在optistruct中完成，h3d結果文件在hyperview中查看。輸出節點接觸力，接觸面接觸力。
碰撞結果動畫
具體操作部分見收費內容部分，相關模型及腳本文件見附件。凡購買本案例的朋友針對收費內容部分有疑問，可以一起交流。
Altair近日為擠壓仿真發布了HyperXtrude 2015版
2014年11月25日，Altair在今天宣布HyperXtrude 2015正式版的發布，這款用于擠壓流程仿真比較流行的工具的新的版本。第一次，工程師們將可以在車間直接從CAD模型中驗證使用CAE技術。這種變化代表了顯著工作流程的改進。如圖1
擠壓類的公司在今天必須要在比以前更短的時間內創建一個更廣泛的復雜型材組合。與此同時，還要承受著生產成本不斷下降的價格壓力。使用HyperXtrude 2015，工程師們可以在設計擠壓模具的過程中分析材料流體和傳熱，以驗證模具的設計，減少了昂貴且耗時的試驗。如圖2
HyperXtrude軟件主要用于擠壓工藝和擠壓模具的優化、虛擬測試、驗證、校正等。通過使用HyperXtrude比較全面的工具集，工程師們可以識別設計錯誤，從而解決成本高昂的問題。
和以往的版本不同，HyperXtrude 2015引入了基于物理擠壓求解器的一個全新的、直觀的界面。在保證準確的網格化質量的前提下，HyperXtrude 2015支持自動化模型建立流程的例行步驟，這允許擠壓模具設計者們可以花費很少的時間用于學習軟件的仿真操作。在網格化和復雜的細節隱藏在內部進行的同時，一個仿真分析的建立也可以同時進行。其結果是，無需有限元分析的知識，用戶也可以使用這款工具來驗證和優化他們的設計。例如，專家們使用先前的軟件工具需要花費兩到四小時網格化一個模型，現在使用HyperXtrude 2015允許15分鐘內完成。如圖3
在擠壓行業，Employing CAE是一種相對較新的發展趨勢。隨著在汽車和航空工業更加注重鋁的各種聚合物的擠出，CAE的使用已經成功質量差異的一個重要因素。設計人員需要確保擠壓零件表現出正確的強度性能，還要沒有缺陷或瑕疵。
負責研究和開發的人員杰夫·斯金納說：“在設計過程中，CAE工具給了我們更多的信心。
展開 新能源汽車電池系統試驗仿真1——擠壓試驗
GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》.pdf
新能源汽車電池系統試驗仿真1——擠壓工況
今年五月份，工業和信息化部門組織和制訂了三個有關電動汽車領域的強制性標準，并由國家市監局、標準委批準發布，實施日期定于明年元旦。其中GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》里詳細介紹了PACK系統需要進行的試驗項。這里簡單介紹一下擠壓工況的仿真。
相比15年的標準，今年的標準在擠壓這一塊主要體現在擠壓力的變化上，由之前的200kN變為100kN，擠壓板增加一種，擠壓速度要求不大于2mm/s.這里使用單擠壓板，R75，軟件里使用材料MAT20，釋放擠壓方向自由度。
圖一 剛性擠壓頭示意
箱體一般使用鋁合金形材，箱蓋SMC或者鈑金沖壓件，材料多選用24號（部分焊點100或剛體20號），模組等可適當簡化，水平方向、后部豎直方向RW模擬墻面，建立擠壓分析有限元模型。
視具體情況使用質量縮放以及計算機核數，適當調用虛擬內存，注意控制輸出擠壓力曲線、能量曲線等供分析，提交計算，輸出擠壓動畫、云圖、擠壓曲線：
當擠壓力達到100kN時，觀察電池包內部會不會擠壓到電芯，線束會不會短路等，確保實驗時電池包不會發生起火、爆炸、漏液等危險情況。
圖四 擠壓力曲線
個人水平有限，如有錯誤，歡迎指正。
個人原創，轉載請注明出處，謝謝。
展開 基于HyperXtrude的鋁型材擠壓模具優化
行業：鋁型材擠壓
挑戰：大型模具受力復雜，容易導致早期報廢
Altair 解決方案：利用AltairHyperXtrude擠壓仿真軟件對模具結構強度進行了仿真計算，并以此 結果指導模具的創新設計。
優點：較少試模次數 ;有效提高了模具質量
背景介紹
鋁合金擠壓模具是控制鋁型材的成型、尺寸精度及表面質量的關鍵因素，因而模具是型材生產關鍵。然而由于設計不當、加工和生產過程操作不當而造成模具過早失 效導致生產效率下降和成本劇增等問題，成為阻礙企業生產效益提高的瓶頸，因而通過模具優化設計提高模具使用壽命是企業亟待解決問題。
挑戰
大型方管型材由于其模具受力大，往往容易導致模具變形嚴重，甚至出現裂橋而導致早期報廢，因而其模具設計一直是困擾鋁型材模具行業的難題。另外，模具材料、加工、試模等費用昂貴也是制約模具設計創新的重要因素。鋁型材擠壓是一個處在高 溫、高壓、復雜的摩擦狀態等復雜條件下的成形過程，采用傳統的物理實驗和現有的測量儀器與手段基本上無法準確得到模具變形受力。
以下為實際型材的截面圖和擠壓工藝參數：
“整個設計過程中使用AltairHyperXtrude進行模擬分析，研究其對模具受力的影響，很好地指導了模具創新設計，通過模擬擠壓可以減少試模次數，校核大型模具的強度，對模具的安全性預測具有明顯效果。模擬結果對于模具設計具有非 常重要指導意義，可以作為模具設計的強有力工具。”
展開 基于hyperworks＋lsdyna電池包擠壓之單元失效模擬 ￥15
以一個簡單的電池包擠壓仿真分析為例，介紹如何在hyperworks的lsdyna界面實現整個擠壓仿真的前處理，在lsdyna中提交計算，hyperview中進行后處理。
幾個關鍵點：如何定義彈塑性材料MAT24（材料曲線）、剛性體材料MAT20，如何定義壓頭與箱體的接觸，如何定義箱體與剛性墻的自接觸，如何定義壓頭的約束及加載尤其是創建壓頭的位移加載，如何創建單元失效。
擠壓動圖（含單元失效）
位移云圖（含單元失效）
擠壓力隨時間變化曲線
本案例僅提供模型文件及結果文件及其它相關教程，凡購買的朋友針對本案例仿真實現上有什么疑問可以私信。
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