ANSYS模具仿真的案例
設計仿真 | Simufact Forming模具疲勞分析助力預測模具壽命
02
緊固件模具壽命研究
在本研究中，通過使用Simufact Forming模具壽命模塊對兩種不同緊固件（分別稱為產品A和產品B）的模具壽命進行計算，并與實際數據進行比較。產品A使用單個成形模具，而產品B則使用由多個部件組成的成形模具。采用Simufact Forming模擬了多工位冷鍛成形，將前序工位結果傳遞到后續工位，并對實際模具壽命較低的工位進行了模具壽命計算對比。
產品A仿真結果
在實際生產過程中，通常會在規定的區域出現模具失效的情況，且一般是在完成約600次鍛壓后才會發生。根據Simufact Forming模具疲勞分析結果，產品A鍛打次數計算為 667次，在指定位置出現了低周失效。
產品B仿真結果
在實際生產過程中，模具通常在1800次鍛打后會在指定位置出現模具開裂失效。根據Simufact Forming模具疲勞分析結果，產品B鍛打次數計算為2021次，在指定位置出現了低周失效。
如下圖所示，通過Simufact Forming模具壽命模塊進行的工具壽命分析結果與實際生產結果一致。本研究中所使用的工具材料的疲勞壽命數據取自 Simufact Forming的材料庫。疲勞壽命曲線是利用該功能自動創建的，由于材料數據存在差異，實際生產數據與分析結果之間存在微小的偏差。
這項研究表明，Simufact Forming模具疲勞壽命分析結果對于工業研究而言是精確可靠的。通過對可能出現早期模具故障的成形工序的檢測，我們能夠基于模具使用壽命數據進行設計優化和改進研究，并在報價階段準確確定模具成本。
展開 房車優化額頭模具碰撞仿真
發現旅居房車的額頭模具垂直部分的位置存在尖角，如圖2所示。說明此處車廂與額頭位置的連接位置的設計不合理，需要對其車廂與額頭位置的連接位置進行重新設計，這也是為什么車廂有兩個部分應力集中的原因。
圖2 房車公司的調研與額頭模具
為了避免車廂與額頭連接處受力過大產生撕裂現象，本次設計對額頭垂直部分的應力集中位置采用消除尖角、優化構件外形的方法，擬采用加肋板與添加過渡圓角操作，使碰撞帶來的慣性力平滑過渡，均勻施加載荷，如圖3所示。
圖3 優化車廂建模圖
優化車廂碰撞仿真驗證
為了驗證本次設計的合理性，對優化后的車廂重新裝配到同一底盤有限元模型上，并且保持相同的連接關系進行碰撞仿真驗證，控制變量的唯一。Ls-Dyna仿真中定義旅居房車的X-Velocity為13889mm/s。仿真過程取100ms與160ms時刻與未優化的車廂碰撞仿真應力圖進行對比分析
(a)100ms
(b)160ms
圖4 旅居房車車廂時刻應力圖
為了更好的體現優化后的車廂能夠提高旅居房車車廂的碰撞可靠性，使結果更具可視性，本次設計在旅居房車的車廂上選取三個應力較大位置的點進行應力曲線的輸出，如圖5所示，為旅居房車車廂時刻應力曲線。由圖5可以發現，優化后該三個點的時刻應力曲線數值均低于未優化后的車廂應力，優化后微旅居房車車廂有限元模型在發生碰撞時在額頭連接處受力的最大值為183.9 N，相對于原方案的在額頭連接處受力最大值302.5N 減少了118.6N，提高了車廂的碰撞安全性，說明本次設計的優化方案能夠更好地防止旅居房車車廂材料在超過塑性應變產生的撕裂現象。
展開 模具蒸汽加熱過程仿真計算
問題描述
1、水蒸汽180℃，用20s將模具由40℃加熱至140℃；
2、工作過程：
蒸汽以0.9MPa壓力從紅色端入進模具，此時藍色端開啟，蒸汽通過模體后從藍色端流出，此過程持續6s；
6s后關閉藍色端閥門，此時蒸汽繼續以0.9MPa壓力往模具里面泵，直至模體內部達到壓力平衡。此時模具繼續被加熱，直至表面某處溫度達到140 ℃，這一過程持續約14s。然后打開藍色端閥門放空蒸汽。
3、計算這一過程共需消耗多少蒸汽。
仿真思路
1、在藍色端閥門打開的第一階段，采用既有進口又有出口的計算模型，采用瞬態的計算方式，計算在6秒內通過出口流出的蒸汽量Q1，同時計算模具被加熱后的溫度。
2、在藍色端閥門關閉的第二階段，在計算模型中關閉出口邊界，同時改用可壓縮模型的計算模型，持續計算14s，至模具表面溫度達到140 ℃。此過程的蒸汽量，可簡單計算得出：計算模具空腔的內部體積，再根據蒸汽的狀態求出其密度，進而可以求出蒸汽量Q2。
3、總蒸汽量 Q = Q1 + Q2。
模型簡化
網格劃分
大約1150萬網格數量
仿真設置
仿真結果
出口速度
模具內管蒸汽流動過程
展開 ANSYS ACP復合材料鋪層固定機翼蒙皮肋筋仿真，附講解視頻及模型文件 ￥98
概述
本指導文檔旨在幫助新手使用?ANSYS Composite PrepPost（ACP）模塊進行復合材料的分析。本教程以機翼蒙皮為案例，結合本教程，您將學習如何創建復合材料模型、定義材料屬性、設置鋪層、進行網格劃分、施加載荷和邊界條件，并最終求解和分析結果。
2. 操作流程
2.1 幾何處理
1. 幾何導入與處理：
o 在 SpaceClaim 或其他三維軟件（如CATIA、SolidWorks、Inventor等）中對幾何模型進行預處理，確保模型的完整性和準確性。
o 對于機翼蒙皮和肋板等復雜結構，需將蒙皮和肋板分割為獨立的面或體，以便后續定義接觸關系和鋪層順序。在接觸區域（如蒙皮與肋板的連接處），需進行精確的幾何分割，確保接觸面清晰且邊界明確。
o 為了便于共節點識別或接觸定義，可在接觸區域生成輔助線或面，確保網格劃分時節點對齊，避免因網格不匹配導致計算錯誤。
2.2 材料定義
1. 在左側Component Systems找到ACP模塊，拖拽到A模塊下Gometry下，這樣可以利用前面已有的模型。
2. 雙擊E模塊下的model，打開mechanical界面。
3. 在E模塊下雙擊Engenering Data，找到材料數據庫，對模型材料進行設置，添加碳纖維（Carbon Fiber 290）、環氧樹脂（Epoxy Carbon UD 230）和PVC Foa 60材料。
4. 定義材料的彈性模量、泊松比等屬性。
5. 回到mechanical界面，更新材料，確保材料屬性正確加載。
6.
展開 
攜手航天云網|數巧科技云仿真亮相橫瀝模具城
模具名鎮東莞橫瀝鎮
作為“廣東省模具制造專業鎮”“中國模具制造名鎮”橫瀝鎮模具產業發展迅速成為拉動全鎮經濟增長的主要動力，全鎮工商登記模具企業約2400家規模以上。近年來，橫瀝鎮緊緊抓住粵港澳大灣區和廣深港澳科技創新走廊建設機遇，舉全鎮之力建設模具強鎮，模具產值已連續七年保持兩位數增長2019年全鎮實現模具產值173.6億元，增長15.1%。
數巧科技
上海數巧信息科技有限公司（數巧科技）致力于開發國產自主的云端CAE仿真軟件和協同仿真平臺。通過數值仿真技術、最優化算法和基于云的協同系統，為企業的產品設計研發賦能，提升產品性能、縮短研發周期。數巧科技的核心團隊來自Altair、Autodesk等知名CAD/CAE軟件公司。公司自成立以來一直聚焦于云端CAE軟件方向。經過幾年的發展，已形成了多項擁有自主知識產權的云端CAE核心技術。私有云CAE產品和技術已獲得包括中國商飛、上海電氣、中國一汽、ICT行業某世界500強企業等重量級用戶的采購。公有云SaaS化CAE平臺simright.com注冊用戶已過萬，其中40%來自海外。
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展開 設計仿真 | FTI 助力車身鈑金件沖壓工藝設計及模具成本預估
FTI 工藝設計及模具成本解決方案（PROCESSPLANNER）目前被廣泛用于各個汽車主機廠及汽車鈑金沖壓件的供應商，有超過3000多家汽車客戶，該方案主要幫助解決如下問題：
01
準確預測模具載荷和模具能量—可幫助用戶預測模具壽命。
02
確定模具噸位、重量、尺寸、閉合高度等最低要求—可幫助用戶快速選擇沖壓機臺噸位，規劃生產線。
03
使用行業標準化的成本計算方法，也可定制符合用戶公司的成本計算標準。
04
提升產品設計師對模具結構、機械設計和材料成本的敏感性及經驗，有利于提升產品設計師所設計產品的可制造性和經濟性。
05
可生成詳細的工藝和成本摘要及報告。包含模具加工時間、沖壓成本等信息，也包含沖壓工序的模具布局圖。
展開 Moldex3D仿真分析之運用冷卻水路回路精靈有效建構模具冷卻系統
然而對許多大型產品的模具而言，水路數量多且復雜，這導致在分析之前，須耗費大量時間整理模具中各群水路的進出途徑。Moldex3D Studio的冷卻水路回路精靈提供可整理、編輯水路線條的便利工具，能有效、快速整理復雜的水路路線，加速前處理進程；并以線條代替3D實體水路，減少網格生成的失敗率，提升仿真分析速度。
冷卻水路回路精靈能自動生成最長的適當水路曲線，并標示進出口。在擁有實體3D水路以及水路進出口位置的前提下，該功能可協助用戶快速建立水路回路曲線。本文將示范使用工具頁的中心線、連接信道曲線，再透過冷卻水路回路精靈完成水路回路及進出水口設定*。
*注：本文所介紹的功能僅供演示目的，冷卻水路回路精靈支持更多樣的建立水路曲線功能。
操作流程
步驟1：萃取水路的中心線條
匯入幾何后，在建立水路前，先使用工具欄的中心線來萃取模型中的3D實體水路幾何面，擷取所需的水路幾何線條。點選中心線并進入建構中心線的接口后，框選要萃取中心線的實體水路曲面群，也可以一次框選多個實體水路曲面群，框選好之后點選確認，即完成中心線萃取（右下方圖中的黃色中心線條）。
步驟2：整理連接不完整的水路線條
由工具欄點選連接信道曲線，并框選之前產生的中心線條，點選打勾完成，就會發現之前未連接的線條已自動連接。
步驟3：用冷卻水路回路精靈完成水路回路及進出水口設定
在模型頁面點選回路精靈中的冷卻水路回路精靈，框選連接好的水路線條，再一次點選抓取完成選取。
接著點選進水點抓取按鈕，并點選進水口端點，完成后端點會變成藍色。接著點選出水點抓取按鈕，并點選出水口端點，完成后端點會變成綠色，并顯現一條路徑最長的適當水路，并以綠色線條顯示。
展開 基于Adams與Ansys的噴漿機斷臂仿真分析 附ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型
后臂各鉸點x、y、z方向受力情況
基于Ansys的后臂有限元模型建模及仿真
1.基于HyperMesh有限元模型前處理
為了獲得精度較高的網格，也方便定義后臂材料屬性。本案例中使用HyperMesh對后臂幾何體進行網格劃分。
HyperMesh網格模型
為了方便在對應的鉸點上施加上面得到的Adams仿真分析得到的受力結果，在后臂的鉸座表面處均建立了點網格（MASS21）,并與鉸座表面節點建立起剛性連接。定義點網格質量近似為0，這樣在點網格施加的力可以等效的傳遞到鉸座表面各節點處。
HyperMesh中建立的剛性連接
2.Ansys有限元模型
將HyperMesh建立的網格文件輸出為cdb格式并導入到Ansys中，在油缸鉸座位置設置約束，并在鉸點處分別添加x、y、z方向的作用力。（注意：此時坐標系需要與Adams中是否保持一致）
Ansys 仿真模型
進行上述設置后，進行慣性釋放（Inertia Relif）后進行求解，得到后臂應力仿真分析結果。
后臂應力仿真分析結果
后臂斷裂位置與有限元結果對比
通過對比該公司現場問題斷臂的位置和有限元仿真結果，后臂出現裂縫和斷開位置均位于后臂的T型角處，與仿真應力最大位置一致。
后臂斷裂位置與有限元結果對比
下載地址：ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型建立
展開 鑄造模具方案優化-用核心氣體模型檢測孔隙度（鑄造仿真分析-FLOW3D）
「射速」「壓射速度」
「FLOW3D鑄造仿真」材料
壓鑄鋁合金中各元素的作用和影響「高壓鑄造」「壓力鑄造」「壓鑄工藝」
「FLOW3D鑄造仿真」壓鑄模具
如何優化設計壓鑄模具設計（鑄造模具）？模具結構考慮因素湯餅，湯道，澆道，澆口，產品，真空澆道頭，鑄孔，渣包，優化模具設計。「FLOW3D鑄造仿真」「壓鑄模具」「鑄造模具」「鑄造模具設計優化」
「FLOW3D鑄造仿真」鑄造方案
優化鑄造方案，提前發現鑄造缺陷，優化澆道設計（進澆截面積、型腔內部速度）、排氣設計、渣包設計、冷卻設計（防止產品變型）、滑塊方案。「鑄造方案」「排氣」「渣包」「冷卻」
如何從鑄造原理出發，通過仿真分析優化鑄造方案？工藝因素帕斯卡原理、伯努利定理、壓鑄機結構、壓鑄機、壓鑄的射出過程、高速低速、充填時間、鑄造壓力、射出波形。「鑄造原理」「壓鑄機」「充填時間」「射出波形」
展開 多CPU / Core并行能力, 解決精密五金模具設計的仿真模擬工具Stamp-Engineer
開發周期非常短，從模具設計到生產出樣件通常只有2周的時間，而分配到模具設計的時間只有3天左右，如果在單CPU中進行計算，并對比幾種工業條件或者是設計方案，所花的時間往往超過3天。這樣的時間然設計工程師無法接受也讓精密五金制造業無法接受。
為了解決以上計算時間所帶來的問題，同時達到很高的模擬精度，多CPU/Core并行計算技術是最有效的解決方案，而在這個解決方案的背后，用戶付出的是更多的金錢，例如PAM-STAMP、Dynaform，4 CPU的價格幾乎在12萬美元以上（是單CPU價格的2~3倍）。這樣的價格對于五金模具企業是難以接受的。而Stamp-Engineer professional 版本，可提供最多4CPU / Core的并行計算，價格遠低于以上兩種產品，特別適合中國五金模具行業的采購能力。
隨著現在硬件的發展，2 Core / 4 Core CPU已經在非常合理的價格，在Dell裝配一臺4 Core （4核）的機器不到2萬元人民幣。Stamp-Engineer在4核機器上測試能獲得3.2~3.6倍的速度提升（也就是在單CPU中計算需要6小時的項目改用4核并行計算只需要不到2小時就可以計算出來）
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
車身鋁型材多以中大型、復雜的分流模寬展模為主，前期的產品截面和擠壓模具結構設計將直接影響擠出型材模具的壽命、型材表面質量和尺寸精度。傳統的鋁擠壓模具以工程師經驗為主導進行設計，并未經仿真分析而直接進行開模，后期在生產線上進行多輪試錯調試，其中不可避免地耗費大量的調試時間和成本[2,3]。
近些年在鋁擠壓行業和汽車研發單位開始逐漸引入擠壓仿真分析軟件對型材產品進行出口流速、應力應變情況及擠出產品形狀和模具壽命進行模擬，從而使產品、工藝及模具設計在最優狀態下進行制作生產，縮短開發周期、降低開發成本和提升產品質量[4]。
本文將以廣汽傳祺某電動車型的中大型復雜多腔體截面門檻梁型材為例， 采用基于任意拉格朗日-歐拉（ALE）有限元法[5-7]的 Inspire Extrude 擠壓仿真分析軟件，對初始模具結構進行擠出過程中分流體和型材出口流速、截面各區域相對出口速度差異百分比、型材擠出變形位移云圖進行仿真模擬和分析。初步分析結果顯示型材擠出流速嚴重不均衡，模具和工藝若不優化，將使后期的調試周期和成本大幅增加。為了在產品開發階段將模具結構調整至最優狀態，本文中基于鋁擠壓熱狀態下的金屬流動分配的最小阻力定律原則，通過分流孔優化、供流槽體大小及工作帶長度等的優化，再次導入優化后的模具進行仿真分析，直至獲取型材截面各區域出口流速趨于均勻的新的優化模具結構。隨后，優化后的模具結構進行生產驗證，結果表明仿真分析結果與實際生產匹配度基本一致，獲得了良好的擠出產品，大大縮短了產品開發周期，降低了模具調試開發成本。
2 產品、模具設計與有限元模型的建立
2.1 產品及其初步模具結構設計
圖 1 所示為某電動車型用門檻梁鋁型材產品信息。圖 1(a)為型材三維視圖，圖 1(b)為型材截面尺寸。
展開 
ANSYS Workbench汽車防撞梁碰撞仿真，附講解視頻及模型文件 ￥88
ANSYS Workbench防撞梁碰撞仿真指導手冊
本案例文檔，適合本科畢業設計水平，具有極高參考價值，請合理使用文檔。涉及汽車防撞梁結構的幾何處理，模型建立，碰撞分析，結果處理等各個方面。設置方法程詳細，結果結果合理。相關復合材料鋪層均可使用該文檔方法設置完成。
附帶詳細講解視頻和案例模型
1. 概述
本手冊旨在指導用戶使用ANSYS Workbench進行防撞梁碰撞仿真分析。通過幾何處理、材料定義、網格劃分、接觸設置、邊界條件定義、計算參數配置及結果分析等步驟，完成從建模到仿真的全流程操作。本手冊適用于結構工程師、仿真分析師及相關技術人員。
2. 幾何處理
2.1 幾何導入
推薦使用SpaceClaim或DesignModeler (DM) 進行幾何前處理，二者在抽殼、幾何修復等操作中效率較高。也可選擇用其他三維CAD軟件（如SolidWorks、CATIA）導入幾何，但需確保導出格式兼容（如.stp、.igs）。
打開Workbench，進入Geometry模塊。右鍵點擊Import Geometry，選擇防撞梁模型文件（如.stp格式）。點擊Generate生成幾何體，雙擊進入該模塊，檢查模型完整性。也可以先打開該模塊，再導入幾何。
2.2 幾何簡化（抽殼）
防撞梁通常采用殼單元（Shell Element）簡化，以減少計算量。
操作步驟：在SpaceClaim/DM中選擇抽殼工具（Thin/Surface）。點擊目標面，設置厚度方向（例如3mm），生成殼模型。隱藏實體模型（快捷鍵F9），僅顯示殼結構。
幾何檢查：切換至線框模式（Wireframe），檢查自由邊（紅色顯示）。
展開 ANSYS Workbench 和 ANSYS 聯合仿真
圖 3 更新 Mechanical APDL
打開 ANSYS：右鍵單擊 Mechanical APDL 下的 Analysis ，選擇 Edit in Mechanical APDL，如圖 4 。
圖 4 打開ANSYS
讀入 ANSYS Workbench 的運算結果和模型：進入 ANSYS 工作界面后，界面是沒有任何模型及運算結果的，General Postproc - Read Results 下沒有 Polt Results 結果，點擊左上角 RESUME_DB ，如圖 5。
圖 5 讀入 ANSYS Workbench 的運算結果和模型
顯示 ANSYS Workbench 的運算結果和模型：單擊 General Postproc - Read Results 下 Last Set 或 Polt Results 即可看仿真結果，如圖 6。
圖 6 顯示 ANSYS Workbench 的運算結果和模型
此時即完成了 ANSYS 讀取 ANSYS Workbench 的結果操作。
特別說明：
有兩個方面我們要特別注意：一，在運算前就設置好 Save MAPDL db 功能，否則 ANSYS 中無法讀取 ANSYS Workbench 結果，還需重新計算，對于復雜結構瞬態重新計算時間特別長；二，導入模型為網格模型，無法對模型進行網格操作。
文章來源： ANSYS及ANSYS Workbench工程實戰
展開 ANSYS SpaceClaim 仿真建模和CAE仿真、CFD仿真模型處理知識總結
SpaceClaim、Mindmaster相關課程如下：
ANSYS SpaceClaim 202【視頻】 - 技術鄰 https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15841
用思維導圖mindmaster去學習課程【視頻】 - 技術鄰 https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15809
stl、obj快速轉STP研習課程【視頻】 - 技術鄰 https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14526
展開 仿真新人，從事ansys，abaqus仿真
大家好，我是新來的，請大家
