薄壁ansys網格
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-08
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如何提高無網格CAE軟件對薄壁塑料件的分析精度
如何提高無網格CAE軟件對薄壁塑料件的分析精度 適用人群：CAE人員、CAD人員、在校學生等 如何提高無網格CAE軟件對薄壁塑料件的分析精度【已結束】 直播時間：2020-09-22 19:30 塑料件網格劃分太累，前處理太費時，無網格軟件是否能替代部分通用軟件仿真分析，其精度是否滿足，值得我們探討與運用。
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薄壁ansys網格的實例教程
網格劃分，使用殼單元模擬薄壁管和剛性墻，網格大小為5mm
7. 創建part
8. 設置接觸，接觸類型為*CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE
9. 設置約束，將管的固定端節點的六個自由度全部限制
10. 設置時間-位移曲線，點擊菜單欄Parameters >Array Parameters >Define/Edit，根據所需要的撞擊速度（曲線的斜率）自由設定。
11. 將設置的時間-位移曲線加到剛性墻上
12. 設置能量輸出、體積粘度、求解時間、質量縮放、輸出格式、載荷步等
13. 導出k文件
14. 求解
15. 后處理，可使用LS-PrePost或Hyperview等。
文章來源： 吸能結構仿真與優化設計
展開 IGES 和 VDAF 曲面可以在數秒時間內自動網格劃分和修補。網格修補系統也可處理導入的網格 ( NASTRAN 格式) 以達到與CAD及其它CAE程序之間的柔性接口。如下圖6所示為在FastForm中模擬沖壓拉伸成型過程的厚度分布、平均應變、成型區域分布與三維回彈分析模擬結果，其沖壓成型噸位為232.6噸。
圖6 基于Fastform的網格筋殼片成型模擬(1/4)
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本文針對某大型網格筋殼片的沖壓拉伸成型，采用有限元進行計算模擬優化，得出了該產品沖壓拉伸成型過程的關鍵特性，并從優化的角度對產品的設計方案進行了設計。其產品的結構與模具示意圖如圖3所示。本文針對該產品及其工藝成型過程，分別采用基于動態顯式算法的Dynaform軟件和一步成型法FastForm與Fastamp等軟件進行了模擬，較好地指導了產品與模具的優化設計過程與最終產品的細節設計方案。
一、網格筋殼片拉伸成型模擬的關鍵
基本的板料成形有圓筒件拉伸、凸緣圓筒件拉伸、盒形件拉伸、局部成型、彎曲成型、翻邊成型和脹型等?；镜陌辶铣尚?，有一些經驗公式和類似零件作為參考。由于在板料沖壓成型過程中，通常模具的剛性遠遠大于板料的剛性，因此模具的變形相對板料的變形來說極小，可以忽略不計。板料成形需要解決的主要問題包括起皺、拉裂、回彈等缺陷預防、壓邊力確定、模具磨損的影響、潤滑方案確定、成形力確定、毛坯尺寸確定和壓延筋布置等。
在沖壓成形過程的計算機仿真中應考慮的問題歸結為板料成形的工藝主要有沖壓工藝設計中的毛坯展開計算、分步成形計算、模具設計、沖壓設備選擇和成形缺陷預測與消除等。下文對某網格筋殼片沖壓拉伸成型過程的有限元模擬分析進行簡單介紹。
1.產品的結構特點
圖3所示為該產品及其模具結構示意圖。從中可以看出該殼片的主要特征是采用十字交叉的網格筋，且為薄壁圓錐面，該產品尺寸較大，沖壓拉伸過程中模具運動行程較高，網格筋交叉處拉伸成型困難，容易出現缺陷。因此其模具投資費用較大，模具的投資風險也比較大。在模具設計和加工之前，對該產品的拉伸成型工藝性進行科學的分析是非常必要的。
圖3 網格筋殼片及其模具示意圖(1/3)
展開 本文對某網格筋殼片的沖壓拉伸成型過程的有限元模擬分析進行了簡要介紹，通過采用不同算法的有限元模擬分析軟件平臺，對該產品的沖壓拉伸成型過程進行了必要的模擬計算分析，以對產品的結構、工藝和模具設計起到較好的指導作用。
板料成形在汽車、航空、模具等行業中占據著重要地位。板料成形的主要難點問題就是較長的模具開發設計周期，特別是對于復雜的板料成形零件無法準確預測成形的結果，難以預防缺陷的產生，傳統的方式存在設計周期長、試模次數多、生產成本高等缺點。某些特殊復雜的板料成形零件甚至制約了整個產品的開發周期。而板料成形CAE技術及分析軟件的出現，有效地縮短模具設計周期、減少試模時間、改進產品質量、降低生產成本，從根本上提高產品的市場競爭力。
如圖1和圖2所示分別為在ANSYS和Msc.Dytran通用有限元軟件平臺下對薄壁盒形件進行沖壓拉伸的分析過程。
圖1 薄壁異形件沖壓成型過程厚度分布(1/4)
展開 DYNAFORM可以預測成形過程中板料的裂紋、起皺、減薄、劃痕、回彈，評估板料的成形性能，從而為板成形工藝及模具設計提供幫助；DYNAFORM專門用于工藝及模具設計涉及的復雜板成形問題；DYNAFORM包括板成形分析所需的與CAD軟件的接口、前后處理、分析求解等所有功能。
如下圖所示，為在Dynaform環境中，對該網格筋殼片進行的沖壓拉伸模擬，圖中顯示了對2mm厚的鋁合金材料進行沖壓拉伸成型后的厚度分布、成型極限圖與成型區減薄分布。
圖5 基于Dynaform網格筋殼片成型模擬(1/3)
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1. 設置仿真環境工作路徑
2. 設置單元類型，選用薄殼單元Thin Shell 163
3. 設置實常數，定義積分點數量、單元厚度等
4. 設置材料屬性，管的材料模型為*MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY，剛性墻的材料模型為*MAT_RIGID，也可設置為其他材料類型。
在結構設計過程中經常使用三維CAD工具，如CATIA、Pro/E、SolidWorks、UG、SolidEdge等。在進行有限元分析時，可以把CAD模型直接導入ANSYS中進行分析。在對幾何模型劃分網格時，需要考慮采用哪種單元類型來進行模擬。對于幾何模型的厚度與短邊長度的比值小于0.1時，對承彎構件需要采用殼單元。使用殼單元模擬薄的實體結構，可以降低模型的規模，而且滿足精度要求。
案例背景
屈曲分析對于一個成功的結構設計，尤其是包含殼和梁的結構，是至關重要的。雖然線性特征值屈曲分析相對直接與簡便，但是也有其自身缺點：因為實際屈曲過程是一個非線性（大變形）過程，如果不能考慮結構非線性，分析只能得到近似結果，另外線性屈曲分析對于結構后屈曲分析無能為力。非線性屈曲分析過程較為復雜，同時可能需要多次嘗試才能得到較為可信的結果，但是由于其不存在線性屈曲分析的局限性，所以工程上傾向通過非線性屈曲來評價結構的穩定性
ANSYS/LS-DYNA 一個簡單的薄壁方管的屈曲分析
做的一個很簡單的薄壁方管的屈曲分析。
方管長寬高分別為40、40、400。采用四分之一模型分析。固定端z=0約束z方向位移，另一端z=400約束x和y的方向位移。
x、y和z軸的旋轉自由度。Z方向施加位移載荷。另外定義對稱便捷條件。比如zx面。約束y方向位移，和x、z的旋轉自由度。
另一面類似。因為管在壓縮過程中會相互接觸。所以要定義單面自動接觸
大型薄壁網格筋殼片沖壓拉伸的有限元模擬
作者：王華僑 來源：《CAD/CAM與制造業信息化》
本文對某網格筋殼片的沖壓拉伸成型過程的有限元模擬分析進行了簡要介紹，通過采用不同算法的有限元模擬分析軟件平臺，對該產品的沖壓拉伸成型過程進行了必要的模擬計算分析，以對產品的結構、工藝和模具設計起到較好的指導作用。
板料成形在汽車、航空、模具等行業中占據著重要地位。
三、基于一步法沖壓拉伸模擬——FastForm/Fastamp
采用一步法為核心算法的沖壓模擬軟件最為代表性的是加拿大的FASTFORM Advanced，國內華中科技大學模具技術國家重點實驗室開發的一步法模擬計算軟件FASTAMP應用也比較成功。下文分別采用這兩種軟件包對網格筋殼片模擬進行簡單介紹：
4.1基于FASTFORM成型模擬
FASTFORM是成形分析中的高端產品
最早的金屬板板料成形的數值模擬方法包括有限差分法，此方法僅限于解決諸如球形沖頭脹形等軸對稱問題。當前板材成形數值模擬采用的算法分別基于有限單元法和有限體積法，其算法核心以顯式法、隱式法、一步成形法等為主流?；趧討B顯式算法的軟件的出現標志著板材成形仿真實際應用的真正發展。與此同時，基于靜態隱式增量法和一步法的算法與軟件同步發展，為沖壓成型過程模擬發揮了重要的作用。下面分別對這幾種應用較多的算法進行簡略介紹
本文針對某大型網格筋殼片的沖壓拉伸成型，采用有限元進行計算模擬優化，得出了該產品沖壓拉伸成型過程的關鍵特性，并從優化的角度對產品的設計方案進行了設計。其產品的結構與模具示意圖如圖3所示。本文針對該產品及其工藝成型過程，分別采用基于動態顯式算法的Dynaform軟件和一步成型法FastForm與Fastamp等軟件進行了模擬，較好地指導了產品與模具的優化設計過程與最終產品的細節設計方案。
一、網格筋殼片拉伸成型模擬的關鍵
本文對某網格筋殼片的沖壓拉伸成型過程的有限元模擬分析進行了簡要介紹，通過采用不同算法的有限元模擬分析軟件平臺，對該產品的沖壓拉伸成型過程進行了必要的模擬計算分析，以對產品的結構、工藝和模具設計起到較好的指導作用。
板料成形在汽車、航空、模具等行業中占據著重要地位。板料成形的主要難點問題就是較長的模具開發設計周期，特別是對于復雜的板料成形零件無法準確預測成形的結果，難以預防缺陷的產生，傳統的方式存在設計周期長
