回彈仿真的案例
基于CAE仿真的沖壓回彈影響因素研究
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
基于ABAQUS的板材沖壓仿真及回彈分析.rar
汽車翼子板沖壓回彈仿真
Alg. ... 4.2600E+02 36.16 4.2506E+02 36.06
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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 基于ls-dyna的碟簧(鋼板)變形回彈仿真分析 ￥5
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 
基于workbench的PTFE矩形密封圈壓縮回彈仿真分析
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。
展開 Abaqus沖壓-回彈過程仿真詳細教程，顯式分析到隱式分析的結果傳遞方法 ￥99.9
沖壓回彈分析會涉及顯式求解器到隱式求解器之間的結果傳遞設置，這樣能夠將現實中的力學過程進行拆解，利用適當的求解器分析計算其對應擅長處理的的過程（動態過程、穩定過程），從而使整個分析效率極大地提高。
圖1 沖壓示意圖（1/4模型）
如圖1所示，毛坯（藍色）位于夾具（綠色）和模具（黃色）之間，沖頭（紅色）以一定的速度沖擊毛坯，毛坯在壓力和模具約束作用下發生一定的變形（沖壓過程）；隨后沖頭與夾具向上運動，卸載后的毛坯回彈并保留一定的永久變形（回彈過程），產品沖壓成型過程結束。
圖2 材料加、卸載的力學過程
材料加、卸載的過程中產生了彈性變形和塑性變形，分析時，通過Abaqus/Explicit分析其沖壓過程，再將分析結果作為初始狀態繼承給Abaqus/Standard進行回彈分析。由于對稱性，使用一個1/4模型解決這個問題，全部采用殼單元。
展開 鋁合金汽車覆蓋件沖壓成形的回彈模擬分析
在約束完節點，選定粗化網格模式以及選定單步回彈成形或多步回彈成形后，即可進行計算。回彈計算結果如圖3所示。
圖3 回彈計算結果云圖
從圖3中可以看出，最大回彈量出現在成形后板料的左右上端邊緣位置，最大回彈值為19.80mm。另外，在成形后板料左右下端邊緣位置也有較大的回彈量，達到了13mm以上。
回彈的影響因素
從以上分析中可以看出，外板回彈量最大位置均出現在成形后板料的左右上端邊緣位置。在不改變模具和沖壓工藝的前提下，研究了不同材料性能對回彈的影響程度，從而分析出對鋁合金回彈影響較大的材料參數，為廠家的改進提供參考。
為此，依據鋼材回彈經驗，選定對回彈影響較大的屈服強度、n值、r值三個材料性能因子對其進行分析。根據表2三種狀態的材料力學性能值，仿真分析時，以6016力學性能為基礎，分別設定不同的屈服強度、n值和r值進行模擬仿真分析。
表2 進行回彈分析的不同材料性能
屈服強度對沖壓回彈的影響
圖4～圖6中屈服強度為133.227MPa、139.085MPa和177.118MPa時，其最大回彈量分別為18.10mm、19.34mm和21.09mm。綜合以上分析，結合前面的仿真結果，可以得出：隨著屈服應力的增加，最大回彈量呈增大的趨勢；在材料其他性能不變的情況下，屈服強度在133.227MPa至177.118MPa變動時，最大回彈量變動范圍為18.10～21.09mm。
圖4 屈服強度為133MPa的回彈
圖5 屈服強度為139MPa的回彈
圖6 屈服強度為177MPa的回彈
n值對沖壓回彈的影響
n值為0.192、0.226和0.26時，其最大回彈量分別為20.77mm、17.62mm和15.47mm。
展開 汽車B柱內板熱沖壓成形工藝優化的模擬分析
表3 正交實驗結果統計
表4 各評價目標的極差分析統計
3.4 最優工藝參數的仿真分析
將上述多目標優化后的最優工藝參數導入Dynaform軟件進行熱沖壓成形仿真和回彈分析，獲得零件的成形極限見圖3,厚度分布見圖4,回彈分布見圖5。
圖3 零件成形極限
圖4 零件厚度分布
圖5 零件回彈量分布
由圖3可知，零件成形極限大部分區域處于安全狀態，未出現開裂現象，只有少部分區域處于起皺狀態，零件是內板件少部分起皺不會對性能造成很大影響；由圖4可知，零件的最小厚度為1.349 mm, 最大厚度為1.606 mm, 對應的最大減薄率為10.1%,最大增厚率為7.1%,2個評價指標均在允許范圍內；由圖5可知，零件的最大回彈量為0.714 mm, 最大回彈發生在右上角區域，整體的回彈量分布符合零件后續的裝配要求。
4 結論
本文以某品牌汽車的B柱內板件為實例，完成成形質量評價設計，通過正交實驗和極差分析法，以最大減薄率、最大增厚率和最大回彈量為評價目標，求解出熱沖壓成形最優工藝參數，并對最優工藝參數組合進行熱沖壓成形仿真和回彈分析，仿真結果表明零件最大減薄率為10.1%、最大增厚率為7.1%、最大回彈量為0.714 mm, 3個評價目標均符合設計要求，本文的優化方案可以為同類零件的熱沖壓成形優化提供參考。
參考文獻
[1] 劉建榮，郝小妮.考慮環保意識的低碳出行行為研究[J].交通運輸系統工程與信息，2019,19(1):26-32.
[2] 陳志耀，馬天戰，馬丹萍.汽車輕量化的技術動向[J].汽車零部件，2022(8):92-95.
[3] 李洺君，王明明，呂文靜.汽車輕量化材料的應用及現狀[J].時代汽車，2020(8):31-33.
展開 沖壓同步工程在新車型開發中的應用
同時通過CAE仿真模擬分析，向產品部門反饋制件在滿足整車強度要求下的最低材料牌號，以及制件的坯料尺寸，為成本預算和鋼材采購提供成本依據。
⑴提升制件品質。
1)加工能力。公差、外觀、精度；如產品局部凹R角為R2，由于加工刀具限制無法實現加工。
2)使用CAE軟件，分析出制件起皺、開裂、表面剛性不足、波紋、沖擊線、滑移線等產品缺陷；圖9所示為某翼子板前保區域第三序整形時，存在起皺疊料風險。在采用各種工藝手段（如調整壓邊力、調整工藝補充面、調整拉延筋系數、調整坯料尺寸等）無法解決后，建議優化產品局部修邊輪廓來解決。
圖9 翼子板成形性分析
3)定型能力（成形后的回彈，翻邊整形后的變形）。SE階段減小和控制回彈的常見措施有選擇屈服強度較小的材料，增加加強筋形狀等。基于回彈仿真模擬和現場總結取得回彈量，修改產品形狀進行回彈補償是從根本上解決回彈的重要途徑。針對翻邊整形后的變形，通常采用開工藝缺口、增加形狀筋來控制，如圖10所示。
圖10 增加工藝缺口控制起皺變形
⑵成本。
1)材料成本。制件的分割位置對材料利用率的影響很大。以某車型前輪罩側加強梁和前艙豎板本體的分割為例，改善后的方案二使得兩個件材料利用率分別提高了3.56%和7.24%，如圖11所示。
圖11 兩種分件方案的材料利用率對比
2)投資成本。減少工序、簡化形狀，減少側修、側沖，減少翻孔。對于側圍、前/后門內板等外覆蓋件，實現四序化是降低模具成本的基本要求。因此，以控制模具成本為目的，分析模具套數和工作內容，并修改影響模具套數的因素。
展開 [PAM-STAMP]模壓法仿真參數設置(二)
因為我們要進行成形以及回彈的仿真，所以首先將stage改名為bending，并在bending后增加一個階段，點選springback并命名。
完成上述操作后，點選所有階段，對上模（upper）下模（lower）以及管胚（tube）進行設置，上下模的物體類型欄選擇surface tool with material，選取后，上下模就成了具有工裝材料特性的物體。對于管子tube，需要加載材料特性。
管子材料特性對話框要注意管子壁厚的設置，本例設置為1，即為1mm。
完成以上設置后，在bending階段內增加上下模、管子物體如下圖。
加載之后，再對上下模、管子特性進行設置，這里概括為，模具需要加載剛體特性（rigid body）、接觸狀態（contact）以及運動狀態（cartesian kinematics）。需要注意的是設置運動狀態，本例中成形時是上模沿Y軸負方向運動，所以要對上模加載一個Y軸負方向的運動。對于管子需要加載一個細化等級參數。
接下來設置過程控制部分參數，這里的設置主要是針對成形階段的運動，需要注意的是，如果過程是以時間為劃分，那么結束的條件即為結束時間點，本例中起始位移為100mm，上模運動速度為2mm/s，那么結束progression就應填寫為50(s)。
完成了成形階段的設置后，接下來對回彈階段進行設置，回彈階段需要加載管子（tube），管子的特性需要加載回彈參數，本例子中回彈計算類型選擇隱式。
完成以上設置后，點擊數據檢查，對話框回彈出檢測情況，如果沒有錯誤就會有相應的提示。
在檢查無誤后就可以開始求解了。
使用自建模具進行仿真設置時，主要掌握以下幾點即可，1、創建/修改階段屬性。
展開 AutoCAE蘇州辦事處招聘-金屬成形CAE軟件技術支持工程師，銷售經理
AutoCAE是德國data M公司授權的COPRA軟件合作伙伴，COPRA作為冷彎行業首屈一指的設計和仿真分析軟件，歷經30年發展，凝聚了data M公司多位軟件工程師和冷彎成形專家的經驗，將軟件界面、設計模板和分析流程完美得做到了工藝化、參數化、自動化。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。
AutoCAE是俄羅斯QForm軟件授權合作伙伴，QForm是一種基于鍛造工藝的模擬仿真軟件，可以幫助客戶解決鍛件設計制造過程的工藝設計驗證和優化問題、以及鍛模的設計制造等技術難題。QForm軟件可以模擬各種金屬塑性成形工藝：包括冷、熱模鍛，自由鍛，環軋，輾輪，輥鍛，軋制，楔橫軋，螺旋軋制，型材擠壓，旋壓，液壓成形，板材成形，擺碾和粉末鍛造等。另外還可以模擬熱處理過程中的熱彈塑性問題。可以導入鑄造模擬軟件的模擬結果。
AutoCAE作為美國DANTE Solutions, Inc中國區合作伙伴，為國內熱處理行業用戶提供最為專業的Dante熱處理仿真軟件、技術支持和熱處理仿真過程工程咨詢。Dante軟件用于模擬各種淬火（浸入、氣體、模壓等）、滲碳、回火等熱處理工藝過程，得到零件的應力、晶相、變形等分析結果，預測熱處理過程中的缺陷，指導熱處理工藝優化。
AutoCAE秉承“Really Customer Focused”的服務宗旨，一如既往得為客戶提供專業的CAE軟件和技術服務。
展開 
基于聯合建模的空心足球建模方法介紹及足球跌落仿真簡單示例
本文仿真分析步如圖3-2所示。在設定足球和地板的材料后，最關鍵的是對足球曲面的接觸分析，不同塊之間的接觸選擇Boned接觸，正六面形為主面，正五面形為從面，接觸算法不需要改動，設為默認即可。應當注意的是：需要對所有33個單元part以此設置接觸，不能將其設為一個Part，接觸設置界面如圖3-3所示。接觸設置完成后，設置地面為剛體，將地面整體設為全約束，對跌落系統附加上重力，方向選擇-z方向，在分析部分設置仿真時間且1.5s，仿真時間設置的要稍稍大于下落時間，是為了觀查足球是否出現回彈現象。至此，完成前處理工作。求解完成后可以查看變形，應力，應變云圖，以及能量曲線、接觸力的二維曲線繪制。
圖3-2分析步
圖3-3接觸分析
3.3后處理分析
求解完成后可以查看變形，應力，應變云圖，以及能量曲線、接觸力的二維曲線繪制。此操作方法基本一致，本文以變形云圖為例。變形云圖動畫見圖3-3所示。從動畫中分析得出：足球整體在接觸地面瞬間，變形急劇增大，足球底部曲面反而不是變形最大處，即足球并不是從最先接觸地面的地方發生破碎的，足球卻是在中間部分發生破碎斷開，此處也是變形最大的地方。此外，從局部變形動畫（見圖3-4所示）來看：足球在碰撞后出現一定高度的回彈，這與橡膠材質和高度有關。
圖3-3變形云圖動畫
圖3-4變形局部云圖（回彈現象出現）動畫
4結論
（1）本此趣味建模案例靈感來源生活，可供UG建模、ANSYS LSDYNA、WORKBENCH LSDYNA軟件建模分析方法參考。
（2）空心足球撞擊過程中整體表現出脆性、局部表現為回彈。
（3）空心球在碰撞后并非在接觸處發生破碎，而是在靠近球心的中間部分發生破碎。
展開 Ansys 案例研究 | 鈑金成型的回彈
圖4 數據格式示意圖
3、導入回彈分析數據
3.1、創建靜態結構分析。將“顯式動力學”解法與“靜態結構”分析模型相結合。該過程將傳遞幾何形狀的變形形態，但并不會涉及初始應力或應變。
3.2、創建一個外部數據組件。讀取厚度數據。將外部數據傳輸到“靜力結構”分析模式中。
3.3、創建一個外部數據組件。讀取應力與應變數據。將外部數據導入“靜態結構”分析的設置中。該過程會將初始應力與初始應變信息傳遞至靜態結構分析中。
4、進行回彈分析
4.1、在Mechanical中打開模型。
4.2、讀取所有導入數據。
4.3、為板材的左側邊緣定義一個固定邊界條件。
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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展開 技術鄰周報Q8：Abaqus/試驗仿真/LS-DYNA/天線仿真/APDL/結構振動/Ansys/沖擊仿真
2、一種壓痕試驗仿真方法的介紹
作者：是菲菲昂
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1807751
壓痕仿真作為一種驗證分析壓痕理論的重要手段，由于壓痕試驗成本高，耗時長且試驗不易觀測到實時接觸力、實時裂紋擴展現象，壓痕仿真被廣泛用于硬脆材料的表面損傷、裂紋產生及擴展的研究中。本文提供了一種基于ANSYS LSDYNA的壓痕仿真建模方法，本文重在壓痕仿真的建模方法實現，對于其結果的正確性需要與實際實驗對比。
3、基于CST研究人體對可穿戴天線的影響
作者：
320科技工作室
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1808030
首先設計了一款工作在2.45Ghz的倒F天線，其次把天線放在模擬人體附近，研究人體對天線的影響，最后做出對比。
4、基于聯合建模的空心足球建模方法介紹及足球跌落仿真簡單示例
作者：
嗯哼_5038
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1807998
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 LS-DYNA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 LS-DYNA、WORKBENCH LS-DYNA軟件建模分析方法參考。
展開 BiggerBoat借助HyperForm削減汽車行業沖壓模具的開發成本和時間
“借助于AltairHyperForm的沖壓仿真技術，我們能夠在最短的時間內給客戶提供精確可靠的仿真結果，極大地幫助我們在低成本短周期的情況下給客戶提供更好的產品。”
Jay Weiner
CAE/FEA成形工藝專家
解決方案
從1999年開始，Weiner一直使用AltairHyperForm沖壓成形仿真軟件來設計和驗證沖壓模具。Weiner認為HyperForm 的3D建模功能對于產品的回彈設計非常有用，“沖壓成形過程中，由于金屬的回彈特性，產品的尺寸和形狀往往很難保證，”Weiner解釋說，“就像跳水板一樣，沖壓成形之后的金屬都會發生回彈，因此，你必須使產品彎曲或者扭曲更多一些，這 樣在成形結束之后，才能保證產品的尺寸和形狀。HyperForm的仿真分析可以告訴我們產品的回彈量，同時，提供必要的工具來完成回趟的補償。”客戶常常在模具設計制造之初，就會來征求Weiner的意見，以便盡早發現工藝的潛在問題。
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