體積成形仿真的案例
Deform 金屬體積成形專題培訓
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培訓信息
Training Information
課程名稱
Deform 金屬體積成形專題培訓
開課時間
6 月 29 日~30 日
課程費用
3000 /人
授課講師
DEFROM折疊工具使用
作者：吳華春 上海安世亞太結構應用工程師
文章發布：上海安世亞太官方訂閱號（搜索：PeraShanghai）
聯系我們：021-58403100
本文共計335字，閱讀時間預計2分鐘
在進行金屬體積成形仿真時，總是避免不了各種成形缺陷的出現，如何利用工具快速地發現缺陷，成為各成形仿真軟件必不可少的特征。
針對折疊缺陷，DEFORM給出了多種工具供用戶使用。常用的有以下2種。
01.Velocity
▲ 圖-1 Velocity-Total vel
在DEFORM POST后處理中，點擊Velocity-Total vel，即可顯示金屬體積成形過程中金屬流動速度，可以借此判定是否有金屬進行流動匯流現象，如果出現匯流，可以判定會有折疊產生。如圖-2所示。
展開 設計仿真 | 立即預約-Simufact成形及熱處理工藝仿真解決方案
11月9日 14:00
▲ 掃碼參與報名
立即預定
直播內容聚焦
成形工藝仿真：對材料成形過程進行精確仿真
預測成形過程中材料流動所致的折疊、填充不滿等問題
熱處理工藝仿真：熱處理所致的零部件變形、應力集中、相變等關鍵結果仿真
預測零部件熱處理過程中變形、應力及相變的演化過程，為優化工藝及模具提供參考
新功能簡介：全新升級的模具壽命仿真模塊
海克斯康金屬成形工藝仿真軟件
涵蓋了成形工藝技術的諸多重要領域：熱鍛造、冷成形、擠壓成形、鈑金成形、軋制、環軋、旋壓、自由鍛等。
可以幫助用戶對成形過程的成形缺陷、微觀組織、模具應力、材料流動以及常規熱處理和感應加熱等工藝過程中的材料性能變化及零部件變形進行預測。
此外，軟件還支持基于熱力耦合的機械連接和壓力焊接等連接工藝的仿真分析。
李仁軍
海克斯康工業軟件工藝仿真專家
長期從事海克斯康工藝仿真技術支持與項目實施工作。曾負責諸多鍛造成形仿真、白車身焊接、金屬3D打印等工藝的有限元仿真項目實施與交付工作。
展開 直播預告 | FormingSuite沖壓仿真和成本計算：汽車行業鈑金沖壓成形工藝仿真方案及應用
FTI 技術已成為沖壓鈑金件成本管理、優化、設計及早期成形性分析領域的行業標準。FormingSuite軟件工具為用戶提供貫穿產品全生命周期的智能化解決方案，有效幫助用戶解決成本、設計與工藝難題。該解決方案的核心價值不僅在于降低沖壓件材料成本、提升設計可制造性，還能幫助用戶提升產品整體質量。
本期直播講堂請到了海克斯康工業軟件CAE專家羅臘，在直播間中講師將詳細講解基于FormingSuite軟件工具，解決汽車白車身早期沖壓仿真及沖壓成本控制問題的解決方案。敬請關注！
6月12日 14:00
▲ 掃碼參與報名
立即預定
直播內容聚焦
? 白車身沖壓中的成本優化&評估
? 沖壓成形可行性分析
? 產品設計優化
羅臘
海克斯康工業軟件CAE專家
具有二十年沖壓行業經驗，十年模具行業工藝經驗，八年FTI企業級系統的應用及技術支持經驗，以及與主機廠SE部門協作的豐富經驗。
展開 
型材滾彎成形仿真
[圖片]
DEFORM旋轉加工成形仿真技術
旋轉加工是指金屬在成形過程中，工件或模具在做旋轉運動的成形工藝的統稱，例如大家所熟悉的環軋、旋壓、擺碾、輥鍛、旋鍛、型材軋制等等。這類工藝都是使用模具在工件上產生局部成形，通過旋轉運動擴展到整個產品中，能夠小噸位設備生產出大尺寸產品，產品尺寸精度高，工業應用廣泛。
旋轉加工相比鍛造成形，由于生產持續時間長，模具運動路徑復雜，工藝過程難控制，經常采用現場實驗的方法改進工藝。有限元仿真技術是目前廣泛應用的、先進的、成熟的工藝研究手段，雖然目前也能成功的仿真旋轉加工工藝，但存在兩個問題，一是工藝路徑和流程復雜，仿真前處理設置繁瑣；二是有限元計算時步長非常小，而整個工藝又持續時間長，總的計算步經常需要上萬、甚至十幾萬步，計算時間久。這兩個問題導致仿真在實際工藝應用中受限，不利于實際生產快速研發的需求。
多道次旋壓
大咖慧網絡培訓
2023年3月29日-31日，安世亞太推出工藝仿真專題仿真免費線上培訓，專題講座包含：Deform感應淬火、旋轉加工成形仿真和Tribo-x摩擦潤滑仿真，不容錯過。
為了方便工藝研究者快捷使用仿真軟件，DEFORM軟件對于典型工藝，開發了向導模塊，按照界面提示，輸入對應參數即可。在旋轉加工成形方面，包括了環軋、型軋、旋壓、旋鍛等，將復雜工藝流程界面化管理，輸入對應的工藝參數即可快速完成模擬設置。擺碾、輥鍛等其它工藝同樣可向導流程化設置。
展開 漫談基于有限體積法鑄造模擬仿真技術
近幾十年計算機科學和數值計算方法的飛速發展為計算機仿真技術的發展提供了廣闊的前景，科研人員將計算機發展技術應用到材料科學領域，鑄造工藝過程仿真技術便是其中一種應用。鑄造工藝過程仿真技術成為改造傳統鑄造產業的必由之路。
目前，世界上主流的鑄造工藝仿真計算算法主要有有限體積法、有限差分法和有限元法等。NovaCast軟件采用的是先進的有限體積算法，在歐美市場占據有了大量的用戶群體數量。有限體積算法的代表是NovaCast軟件，相比其他兩種計算算法，NovaCast軟件在網格處理、計算速度和計算精度方面都有非常明顯的優勢。
1、網格處理
NovaCast軟件率先將有限體積網格處理方法（CVM）應用于鑄造工藝仿真，并使用體積分數準確描述幾何形狀。而傳統有限差分法是基于六面體網格，模型表面是不均勻的，幾何描述精度不如有限體積法。NovaCast軟件結合了有限差分法和有限體積法等兩者的優勢。NovaCast軟件使得網格處理更加簡單、高效，離散化后的模型邊界非常光順，同時保持著非常高的計算精度。
有限體積法描述三維模型邊界和鑄件截面尺寸精度非常高，因此能夠獲得更加精準的計算精度，使得模擬結果更加接近真實情況。同等計算精度的情況下，有限體積法所需網格數量更加少，所以有限體積法計算速度更快。相比其他兩種算法，有限體積法計算精度更高，可以達到95%及以上。
有限體積法和有限差分法網格處理技術對比如圖1所示：
有限體積法（網格尺寸10mm）
有限差分法（網格尺寸10mm）
有限差分法（網格尺寸3.6mm）
圖1 網格處理技術對比
2、計算速度
同等計算精度的情況下，有限體積法相比其他兩種算法所需網格數量更加少，所以有限體積法計算速度更快。
展開 航空超塑成形仿真
[圖片]
金屬塑性成形仿真技術
金屬塑性成形仿真技術
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成形仿真技術簡化大型鍛件制造工藝
為檢查是否能通過鍛造來實現此類結構部件，需要進行仿真。這樣可確保在必要時對坯料進行及時調整，然后將其交給客戶進行審核。編排的目的是盡量減少鍛造后可能出現的缺陷，甚至做到完全無需對法蘭及法蘭倒角進行返工。
可實現 CAD 整體模型的無縫導入
可在仿真中檢測出表面缺陷并在鍛模設計圖中糾正
仿真取得成功
將仿真軟件 Simufact.forming 用于上述工藝以及原材料使用重量優化的設計中。經常用于降低鍛造重量，減少飛邊。這也是Schmiedag所有仿真項目的目標。與初步草案相比，通過相對少的仿真工作來研究改型，可將重量減輕10-30%。
典型應用
曲軸制造初步編排的最新案例表明，可通過減少零部件的表面缺陷來最大限度地縮短最后的加工時間。可采用的參數只有預鍛模測量值的變化以及對初步鍛壓力的控制修正，以達到不同的質量分布和所需的飛邊。
對于上述曲軸，可更改預成型模并對飛邊稍作改動來實現所需的改善，可將預鍛模測量值保持為與初始制造概念相同的數值。
結束語
過去六年里，Schmiedag一直使用Simufact.forming進行成型仿真。自那時起，該公司對鍛模中的材料流、飛邊形成以及不同鍛模及工件形狀的變形進行了虛擬分析和優化。以前是先制作模具，然后根據熟練工人所掌握的知識進行鍛件試驗。這種方法需要三到四個改型。如今借助仿真，最多只需要兩個改型就可以得到滿意的結果。
盡管未來還需要對大型曲軸的整體制造工藝做進一步完善，但目前可以說，使用成型仿真技術不僅能顯著簡化并加速初步編排和制造工藝，而且能提高成本效率。
“采用成型仿真技術的主要原因是可以在計算機上對整個鍛造工藝進行仿真，因此可避免更改試驗鍛件及模具。
展開 基于ABAQUS輥壓成形仿真模擬 ￥1
輥壓成形分析：
（1）底座和輥輪為先設置為可變形體，后續將其約束為剛體
（2）量綱：t-mm
前處理：
1幾何模型的構建：ABAQUS建模-底座、輥輪和板料
2.材料參數定義：根據實際自行定義
（1）創建材料
（2）創建截面
（3）截面指派
3.網格系統的構建：
（1）裝配
（2）網格劃分
（3）單元類型選擇：C3D8R
求解：
1.求解器的設定
（1）求解器：質量縮放加快求解
（3）輸出設定保持默認
2.連接關系的構建
（1）接觸屬性：摩擦系數0.2
（2）接觸關系：輥輪和底座與板料接觸部位為主面，板料上下面為從面
（3）約束：底座及其參考點、輥輪及其參考點都設置為剛體約束
3.邊界條件的設定
（1）位移邊界條件：底座完全固定，板料約束X方向和Z方向的位移，加快求解；輥輪設置其轉動速度和Z方向的位移速度。
后處理：
圖1 Mises應力云圖
圖2 等效塑性應變云圖
仿真動畫
模型及其分析過程僅供參考，距實際工程應用仍存在不足。
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車身覆蓋件沖壓成形仿真
車身覆蓋件沖壓成形仿真
林中欽-車身覆蓋件沖壓成形仿真.part1.rar
林中欽-車身覆蓋件沖壓成形仿真.part2.rar
林中欽-車身覆蓋件沖壓成形仿真.part3.rar
林中欽-車身覆蓋件沖壓成形仿真.part4.rar
林中欽-車身覆蓋件沖壓成形仿真.part5.rar
林中欽-車身覆蓋件沖壓成形仿真.part6.rar
林中欽-車身覆蓋件沖壓成形仿真.part7.rar
LS-DYNA薄板成形仿真（四）
LS-DYNA薄板成形仿真（四）
LS-DYNA薄板成形仿真（一）
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號碼：“hello_cae”
ANSYS Workbench沖壓成形仿真
圖為敞開式彎曲模使用ANSYS做板料沖壓成型仿真時，需要注意以下幾點：
1. 材料非線性：由于成型的過程伴隨著材料的屈服及塑形變形，所以需要在ANSYS中定義塑形材料；
2. 幾何非線性：成型過程中，結構發生了較大的變形，需要在仿真過程中打開大變形；
3. 狀態非線性：成型過程中，零件會與模具發生接觸，因此需為零件和模具定義接觸；
綜上述三點，該分析是集材料、幾何、狀態三種非線性為一身的非線性分析，收斂過程可能會有較大的難度，我們可以通過調整分析設置，保證計算收斂。
一.模具、沖壓件的建模
總體分析思路是使用平面模型進行分析。
由于我們不關注模具的受力情況，所以我們在建模時，只建立模具的簡化模型，并將其設置為剛性體。沖壓件為1mm厚鋼板，為了節約計算成本，在保證計算精度的前提下，我們選擇1/2的平面應變模型來模擬。具體模型如下圖所示。建模時應注意將模型建在XY平面內。
二.定義沖壓件材料模型
理想彈塑性模型：假定不考慮材料的強化性質，并且忽略屈服上極限的影響，即認為材料經過線彈性階段后便進入流動狀態，塑性變形在屈服應力的作用下可無約束的發展。如下圖。
在Workbench的工程數據模塊中定義理想彈塑性模型。新建一個名為“chongyajian”的材料模型，設置彈性模量為2E5MPa；泊松比為0.3；塑性階段的定義筆者選擇了雙線性等向強化模型，屈服強度為345MPa；切線模量為0。
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