回彈仿真
關注創建者：xj2330 創建時間：2020-12-09
回彈仿真的視頻教程
基于abaqus的三維實體模型沖壓回彈仿真分析
1 講述了ABAQUS開展三維實體模型的沖壓仿真分析建模過程； 2 介紹了ABAQUS開展三維實體模型的有膜回彈仿真分析過程； 3 描述了沖壓仿真和回彈仿真結果后處理的方法； 4 配有源文件。
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沖壓成型及回彈有限元仿真-abaqus
學習本教程你將會得到： 沖壓成型有限元仿真的模型建立及結果分析。 回彈分析有限元仿真的模型建立及結果分析，以及相關應用介紹，例如切削殘余應力的求解與此方法相同之處。 提示：附件為材料參數excel, cae ， inp 及 結果 odb 文件， 供練習使用。
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回彈仿真的實例教程
3．1 彎曲圓角半徑
在其它條件不變的情況下，改變U型件的圓角半徑分別進行沖壓cae仿真計算，圖4～6為不同的彎曲圓角半徑時的回彈仿真結果．從圖7可以看出，彎曲半徑越大，回彈量也越大這是因為在彎曲角一定的情況下，彎曲半徑越大，變形區長度就越長，因而回彈角也越大。
圖6 彎曲半徑R=8的回彈仿真結果
圖7 回彈角與彎曲半徑R的關系
3．2摩擦系數
沖壓過程中，模具與接觸的板料間有摩擦作用，摩擦力的大小除了與接觸力有關外，還與界面間的潤滑狀態相關。圖8～10是在不同的摩擦狀態下回彈的cae仿真結果。材料彎曲變形過程中，內、外表面分別產生壓應力和拉應力，由于摩擦力的作用可增大拉應力變形區，使內、外表面的應力狀態趨向一致，因而摩擦力越大，回彈量減小，圖“曲線表明，這一變化關系。
3．3 拉延筋的作用
使用拉延筋后，對回彈的擬制作用非常明顯，如圖12～14所示。并且隨著拉延筋約束作用的增強，回彈量呈減少趨勢，圖15所示。這是因為拉延筋有效地阻礙材料向凹模里流動，增大了材料的拉伸效果，特別是在容易產生回彈的彎曲角部，使得角部內面壓應力的作用區域向拉應力區轉移，回彈顯著減少。
3．4 壓邊力
壓邊力是沖壓成型的一項重要的工藝措施，通過壓邊力的優化，可以調整板料內材料的流動狀況，改善材料內應力的分布。壓邊力的作用與拉延筋相似，也對回彈有很好的擬制作用，從圖16～20可以看出，隨著壓邊力的增大回彈量顯著減少。
3．5 扳料厚度
如圖21～23為不同厚度板料回彈cae仿真結果，從圖24可以看出，板料厚度越大，回彈角越小。這是因為相同的彎曲角時，厚度大的板料表面應變和應力值較大，發生塑性變形的材料較多，因而回彈量會減少。
展開 基于ABAQUS的板材沖壓仿真及回彈分析.rar
Alg. ... 4.2600E+02 36.16 4.2506E+02 36.06
----------------------------------------------------------------
T o t a l s 1.1780E+03 100.00 1.1787E+03 100.00
Problem time = 1.0000E-03
Problem cycle = 21
Total CPU time = 1178 seconds ( 0 hours 19 minutes 38 seconds)
CPU time per zone cycle = 1926347 nanoseconds
Clock time per zone cycle= 1927492 nanoseconds
Number of CPU's 1
NLQ used/max 96/ 96
Start time 09/25/2015 00:11:20
End time 09/25/2015 00:31:17
Elapsed time 1197 seconds( 0 hours 19 min. 57 sec.) for 21 cycles
E r r o r t e r m i n a t i o n
我用的模型是中文手冊上面的模型，根據上面介紹的回彈進行的。
展開 背景：變形回彈在機械工程問題中比較常見，最常見的是薄板沖壓回彈，尤其是連續沖壓問題，相對復雜點。這里只講述簡單的變形回彈問題，也是個人工作中遇到的問題。一是油箱正壓(充氣)變形，卸壓后變形能否恢復、恢復多少，這里設置彈塑性材料模型即可。二是碟簧受壓變形，壓力突然釋放后，需要知道在首次變形回彈范圍內的時間，碟簧的使用一般都是在彈性變形范圍內。上述兩種情況，可先進行顯式分析，然后進行隱式回彈分析，其中用到的關鍵控制卡片是*INTERFACE_SPRINGBACK_SEAMLESS，顯式分析后自動進行隱式分析，需要說明的是計算截止時間僅需考慮顯式計算時間，回彈分析時間默認等于顯式分析時間。這里以第二種情況為例進行簡單說明。
1. 計算模型
1) 邊界條件：底部白色節點區域僅約束Y向自由度。
2) 載荷：頂部白色節點區域施加Y向作用力，沿Y負方向，單位力曲線如下，20ms內加至39.6kN，然后保持至30ms，30ms后外力瞬間撤掉。
2. 計算結果
1) 30ms時碟簧的位移云圖如下。
（由于動畫圖片較大，不好在這里放置動態圖）
2) 頂部節點的位移歷程曲線如下。頂部節點第一次從最大位移1.48mm回彈至0.5mm的時間大約為0.05ms。
展開 端面密封所用的密封件必須具備優良的回彈性能和耐化學性能。目前常用的密封件由橡膠O形圈、金屬密封圈、彈簧蓄能密封圈以及PTFE密封圈等。
研究內容：
PTFE密封圈盡管容易蠕變和老化，但由于其自身良好的化學穩定性以及耐高低溫性能，廣泛應用于各大行業的密封場合，圖1顯示了密封圈壓縮-卸載過程中的密封特性。與橡膠等超彈性材料不同，PTFE密封圈在壓縮過程會產生塑性變形，卸載后不能完全恢復到初始狀態。B 點是壓縮階段 A-B-C 中達到密封介質壓力所需接觸應力的最小值，C點處矩形圈達到最佳密封性能。在卸載階段 C-D-E中，點D是密封失效所需接觸應力的閾值。在仿真中認為，當密封面上的最大接觸應力低于密封的介質壓力時，密封就會失效。同時，當介質壓力迫使密封面分離時，被壓縮的矩形圈必須發生回彈來補償由分離引起的應力損失，保證密封面間的接觸應力始終高于密封的介質壓力，這要求矩形圈在初始壓縮下必須具有足夠的回彈量。等效應力（Von-Mises 應力）可以用來評價材料是否發生屈服，此外，等效應力越大的區域，密封圈產生裂紋或永久變形的風險就越大，
圖1.密封圈壓縮-回彈過程中的密封特性
數值模擬：
考慮到密封結構和受力的對稱性，可以將其簡化為圖中的二維軸對稱模型進行仿真分析。當密封件沒有溝槽限制時，可使用圖2左的模型進行仿真分析，當密封圈放置在溝槽時，采用圖2右的模型仿真進行分析。
圖2.有限元模型
密封圈的材料為PTFE，在壓縮過程中存在塑性變形，采用雙線性等向硬化模型來表征材料的力學性能。
圖3.材料本構模型
共設置兩對接觸：（1）蓋板與密封圈之間的接觸；（2）溝槽與密封圈之間的接觸。
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4.4、運行仿真。回彈后最終變形的等值線圖如圖5所示。
圖5 彈簧回彈后變形的等高線圖
總結：
本案例演示了如何利用顯式動力學和靜態結構分析進行鈑金回彈模擬的方法。數據導出與導入的概念與框架可適用于多種其他應用和分析類型。
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摘 要：針對某品牌汽車B柱內板的成形工藝問題，研究了零件22MnB5高強度鋼的熱沖壓成形參數對成形質量的影響，以最大減薄率、最大增厚率和最大回彈量為評價目標，通過正交實驗和極差分析，獲得零件熱沖壓成形的最優工藝參數，并完成最優工藝參數的成形仿真和回彈分析，仿真結果表明零件的厚度分布均勻，零件最大減薄率為10.1%,最大增厚率為7.1%,零件的回彈量小，最大回彈量為0.714 mm,該零件成形質量符合設計要求
研究背景：
近年來隨著工業發展和科技進步，高壓容器使用場景逐漸增大，使用環境越發苛刻，如高溫、高壓以及內部壓力的波動，這都對容器端面密封性能的要求更為嚴格。端面密封所用的密封件必須具備優良的回彈性能和耐化學性能。目前常用的密封件由橡膠O形圈、金屬密封圈、彈簧蓄能密封圈以及PTFE密封圈等。
研究內容：
PTFE密封圈盡管容易蠕變和老化，但由于其自身良好的化學穩定性以及耐高低溫性能
當然沖壓成形仿真 屬于接觸非線性、受產品接觸位置位移的變化、其成形接觸力始終為非線性變化的，我們還要考慮沖壓過程中模具體所受載荷狀態、當工具體作為彈塑體與作為剛體時，仿真回彈的結果也是不同的。
材質：DP980 T=1.6MM 凹模Z值位移
凸模的Z值位移云圖
基于板材成形仿真及模具結構變形仿真可以構建一套模面細化數據流程了。
9）仿真結果分析
設置完成后，導入K文件采用ANSYS LS-DYNA進行基于MPP架構下的高速求解計算，得到如下結果：
·100%重疊剛性墻低速碰撞分析
整個低速碰撞過程中鋁合金前防撞梁系統的表現可以分為兩個階段：一是壓縮階段，二是回彈階段。
曹琳琳等針對U形較薄產品進行沖壓成形回彈控制，確定了影響回彈的主要因素，同時對這些因素進行控制，最終降低了回彈。沖壓仿真過程主要還是集中在對壓邊力、摩擦系數、沖壓速度、沖壓深度和拉延筋布局方面的調整，通過正交試驗和神經網絡優化算法以達到降低起皺和優化減薄率的目的。
9）仿真結果分析
設置完成后，導入K文件采用ANSYS LS-DYNA進行基于MPP架構下的高速求解計算，得到如下結果：
·100%重疊剛性墻低速碰撞分析
整個低速碰撞過程中鋁合金前防撞梁系統的表現可以分為兩個階段：一是壓縮階段，二是回彈階段。
本文仿真案例靈感來源生活，可供UG建模、ANSYS LS-DYNA、WORKBENCH LS-DYNA軟件建模分析方法參考。
因此，本文深思了足球背后的幾何原理后，得出了一種其表面圖案建模的便捷方法，并利用ANSYS WORKBENCH LSDYNA軟件對足球跌落進行了趣味性的有限元分析，得出空心足球撞擊過程中整體表現出脆性、局部表現為回彈。本文仿真案例靈感來源生活，可供UG建模、ANSYS LSDYNA、WORKBENCH LSDYNA軟件建模分析方法參考。
COPRA軟件涵蓋整個冷彎成形工藝流程，COPRA RF為冷彎設計軟件包，包括開閉口截面、管材和線材等冷彎產品的快速輥花設計、快速軋輥設計，DTM工藝可行性評估等；COPRA FEA是基于有限元的輥彎成形工藝仿真分析軟件包，可以精確預測成形過程中的應力、變形、厚度和回彈，仿真結果用來指導工藝優化和模具設計。
