成型過程仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
成型過程仿真的視頻教程
爆炸成型彈丸(EFP)爆炸作用過程2D數(shù)值模擬
成型裝藥爆炸作用分析對爆破工程和軍事領(lǐng)域內(nèi)各種彈體的研制起著非常重要的指導(dǎo)作用。本課程采用2D模型對爆炸成型彈丸過程進行模擬，計算模型簡化為2D對稱問題，采用PLANE162單元進行劃分，面積加權(quán)，炸藥與金屬罩之間使用自動面-面接觸，計算過程采用小型重啟動分析。
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碳纖維復(fù)合材料薄壁件的注塑成型過程模擬
利用注塑成型軟件Moldflow，模擬出碳纖維復(fù)合材料薄壁件的注塑成型過程，可提取薄壁件內(nèi)部短碳纖維取向分布，成型件翹曲變形量、體積收縮等數(shù)據(jù)，利于進行成型質(zhì)量優(yōu)化。
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成型過程仿真的實例教程
針對直縫埋弧焊管過程中徑厚比較大時，常出現(xiàn)板邊不直成波浪狀，影響生產(chǎn)進度和效率的問題。本文提出了模具移動和產(chǎn)品移動兩種仿真分析方法，對鋼管的成型過程進行仿真，來了解鋼管成型的內(nèi)應(yīng)力變化規(guī)律和影響因素，并通過實例化的仿真分析設(shè)置和計算，驗證了這兩種方法的可行性。
1、項目來源
中石化石油機械股份有限公司沙市鋼管分公司是國內(nèi)石油、天然氣行業(yè)生產(chǎn)螺旋埋弧焊、直縫埋弧焊鋼管及玻璃鋼抽油桿的重點骨干企業(yè)。工廠擁有一條進口直縫埋弧焊管生產(chǎn)線，生產(chǎn)鋼管外徑范圍為φ219-610，壁厚為4-19.1，徑厚比區(qū)間為16:1～73:1。在實際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鋼管徑厚比越大時，鋼卷板邊在成型時越不穩(wěn)定；如生產(chǎn)品φ406.4×5.6mm的鋼管時，鋼管的徑厚比已達接近機組設(shè)計上限，常出現(xiàn)板邊不直成波浪狀，使得無法正常焊接，影響生產(chǎn)進度和效率。因此需要對鋼管的成型過程進行仿真分析，研究鋼管成型的內(nèi)應(yīng)力變化規(guī)律和影響因素，解決板邊波浪問題，提高鋼管成型質(zhì)量。實際鋼管的生產(chǎn)過程有彎邊和精成型兩個板型較化較大的區(qū)域，本次仿真分析針對彎邊區(qū)域進行仿真分析。
2、仿真設(shè)計方案
根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點，本項目仿真分析的對象是鋼帶的大變形仿真，里面有材料的彈塑性等非線性的材料受力特性，同時本項目的研究對象實體較大，產(chǎn)生的網(wǎng)格數(shù)量多，物體運動速度快，設(shè)備內(nèi)部的受力情況不是十分清楚、難以量化。
展開 概述： 針對直縫埋弧焊管過程中，徑厚比較大時，常出現(xiàn)板邊不直成波浪狀，影響生產(chǎn)進度和效率的問題。本文提出了模具移動和產(chǎn)品移動兩種仿真分析方法，對鋼管的成型過程進行仿真，來了解鋼管成型的內(nèi)應(yīng)力變化規(guī)律和影響因素，并通過實例化的仿真分析設(shè)置和計算，驗證了這兩種方法的可行性。
正文：
1 項目來源
中石化石油機械股份有限公司沙市鋼管分公司是國內(nèi)石油、天然氣行業(yè)生產(chǎn)螺旋埋弧焊、直縫埋弧焊鋼管及玻璃鋼抽油桿的重點骨干企業(yè)。工廠擁有一條進口直縫埋弧焊管生產(chǎn)線，生產(chǎn)鋼管外徑范圍為φ219-610，壁厚為4-19.1，徑厚比區(qū)間為16:1～73:1。在實際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鋼管徑厚比越大時，鋼卷板邊在成型時越不穩(wěn)定；如生產(chǎn)品φ406.4×5.6mm的鋼管時，鋼管的徑厚比已達接近機組設(shè)計上限，常出現(xiàn)板邊不直成波浪狀，使得無法正常焊接，影響生產(chǎn)進度和效率。因此需要對鋼管的成型過程進行仿真分析，研究鋼管成型的內(nèi)應(yīng)力變化規(guī)律和影響因素，解決板邊波浪問題，提高鋼管成型質(zhì)量。實際鋼管的生產(chǎn)過程有彎邊和精成型兩個板型較化較大的區(qū)域，本次仿真分析針對彎邊區(qū)域進行仿真分析。
2 仿真設(shè)計方案
根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點，本項目仿真分析的對象是鋼帶的大變形仿真，里面有材料的彈塑性等非線性的材料受力特性，同時本項目的研究對象實體較大，產(chǎn)生的網(wǎng)格數(shù)量多，物體運動速度快，設(shè)備內(nèi)部的受力情況不是十分清楚、難以量化。因此，針對研究對象，我們提出仿真方案：鋼帶成型過程中，輥子壓著鋼帶轉(zhuǎn)動，各輥子的速度是不同的，鋼帶經(jīng)過輥子逐漸變形成圓管形狀，在這個過程中可以認為輥子沒有變形，而只有鋼帶發(fā)些變形。故在有限元仿真過程中可設(shè)所有的輥子為剛性體，鋼帶為柔性變形體。
3 仿真模型
3.1 幾何建模處理
根據(jù)鋼帶在彎邊區(qū)成型時各輥的空間位置，塔建彎邊區(qū)域的空間三維模型。
展開 針對直縫埋弧焊管過程中，徑厚比較大時，常出現(xiàn)板邊不直成波浪狀，影響生產(chǎn)進度和效率的問題。對鋼管的成型過程進行仿真分析，研究鋼管成型的內(nèi)應(yīng)力變化規(guī)律和影響因素，解決板邊波浪問題，提高鋼管成型質(zhì)量。本文提出了模具移動和產(chǎn)品移動兩種仿真分析方法，并通過實例化的仿真分析設(shè)置和計算，驗證了這兩種方法的可行性。
直縫埋弧焊管粗彎板邊仿真方案.docx
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多體系統(tǒng)仿真
核心算法: 常微分方程（ODE）組的數(shù)值求解。
原因：將機械系統(tǒng)（如汽車的懸架、機器人的手臂）抽象為一系列由運動副連接的剛體或柔體，建立描述其運動的動力學(xué)方程組，然后用數(shù)值積分方法（如龍格-庫塔法、Newmark法）求解系統(tǒng)隨時間變化的位移、速度和加速度。
計算特點:
順序性較強: 數(shù)值積分過程是按時間步順序進行的，單次仿真的并行化難度高于FEM/CFD。
規(guī)模相對較小: 與FEM/CFD的千萬/億級網(wǎng)格相比，MBD的自由度數(shù)量通常在幾千到幾萬量級。
對CPU主頻敏感: 求解器內(nèi)部大量的邏輯判斷和串行計算，使得CPU的單核性能（高主頻）對整體速度影響很大。
計算平臺:
- CPU多核計算 (主要平臺): 現(xiàn)代MBD求解器（如 Adams, Simpack, RecurDyn）通過并行化不同子系統(tǒng)或函數(shù)的計算來利用多核，對于包含大量柔體或復(fù)雜接觸的系統(tǒng)，多核加速效果明顯。
- CPU單核計算 (重要影響因素): 對于大多數(shù)常規(guī)MBD分析，CPU的主頻依然是決定性因素之一。高主頻的CPU能顯著縮短單次仿真時間。
- GPU計算 (較少應(yīng)用): 由于其算法的并行度不如FEM/CFD高，GPU在MBD領(lǐng)域的應(yīng)用相對較少，不是主流。
3. 鑄造/成型過程模擬
涉及算法:
- 核心算法: 計算流體動力學(xué) (CFD) + 隱式有限元法 (FEM) 的多物理場耦合。
- CFD部分 (有限體積法): 用于模擬熔融金屬/塑料的充填、流動過程。
- FEM部分 (隱式有限元法): 用于模擬冷卻、凝固、相變過程，以及由此產(chǎn)生的熱應(yīng)力、變形和殘余應(yīng)力。
計算特點:
- 計算密度極高: 這是所有仿真中計算最密集的領(lǐng)域之一。它同時包含了CFD的流體計算和FEM的傳熱/結(jié)構(gòu)計算。
展開 以常見的塑膠產(chǎn)品外殼為研究對象，應(yīng)用SOLIDWORKS Plastics對產(chǎn)品的注塑成型過程進行仿真。在產(chǎn)品開發(fā)前期對產(chǎn)品進行澆口位置、數(shù)量、成型壓力、填充時間、冷卻時間、冷卻水路排布及翹曲進行預(yù)測，同時評估產(chǎn)品熔合線、包封等缺陷，從而減少試模次數(shù)，縮短開發(fā)周期，進而降低成本。
一 引言
塑膠由于其重量輕，強度高，價格低而被廣泛地應(yīng)用在家電、儀器儀表、電線電纜、建筑器材、通訊電子、航天航空、日用、玩具及汽車等行業(yè)。但是由于涉及到高分子材料性能，成型工藝，模具設(shè)計及注塑機等多方面的原因，在實際的注塑成型中經(jīng)常會出現(xiàn)一些缺陷，如短射，縮痕，燒焦及飛邊等。大多數(shù)的工程師會根據(jù)經(jīng)驗去設(shè)計產(chǎn)品或模具，經(jīng)常要經(jīng)過多次的試模，修模才能滿足注塑成型的需求，這樣會造成了開發(fā)周期長和成本過高的問題。因此，我們可以利用CAE的技術(shù)，模擬整個注塑的整個過程以及預(yù)測成型后產(chǎn)品的缺陷。本文以SOLIDWORKS Plastics對某產(chǎn)品外殼進行模擬分析，并根據(jù)分析結(jié)果進行優(yōu)化。
二 SOLIDWORKS Plastics注塑模擬
SOLIDWORKS Plastics是一款基于SOLIDWORKS平臺的模流分析軟件。它可以模擬塑料制品在注塑成型過程中的流動，保壓和冷卻過程，預(yù)測產(chǎn)品的殘余應(yīng)力分布、纖維的排向、收縮和翹曲變形等，幫助設(shè)計人員及早發(fā)現(xiàn)問題，減少試模及修模次數(shù)，幫助我們縮短產(chǎn)品的上市周期，提高市場競爭能力。其分析流程如圖1。
圖1 分析流程
2.1 3D 模型
2 3D模型
圖2 所示為某產(chǎn)品的外殼3D模型，采SOLIDWORKS建立模型，無需數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，可以直接切換到SOLIDWORKS Plastics進行模流分析。產(chǎn)品要求外觀光滑，設(shè)計澆注系統(tǒng)，確定合理的注塑成型條件。
展開 
成型過程仿真的相關(guān)專題、標簽、搜索
成型過程仿真的最新內(nèi)容
問題：
最近遇到一個仿真項目：一個光滑薄板粘貼在基板上，要求評估膠粘凝固后平面的變形量。作為一位結(jié)構(gòu)仿真工程師，關(guān)于膠粘凝固過程的仿真——膠水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，似乎和結(jié)構(gòu)仿真沒什么關(guān)系，自己也不知道如何進行計算。所以就查詢了deepseek和豆包，然后就知道了ansys官方已經(jīng)針對該問題設(shè)計了一個ACT插件專門用于模擬膠粘凝固過程的仿真： ACCS Ansys Composite Cure
為什么使用壓縮成型模擬?
壓縮成型為塑料在高溫高壓的條件下被擠壓進預(yù)熱的膜腔中直到固化的成型過程。其制程可用于大量生產(chǎn)且達到低成本的制模，適用于具有復(fù)雜外觀、高強度或抗高沖擊性的產(chǎn)品。
壓縮成型能夠快速生產(chǎn)復(fù)雜的復(fù)合材料部件，Moldex3D支持許多不連續(xù)的且常用于壓縮成型的FRP材料，包含熱塑性材料GMT、LFT-G、LFT-D；也支持熱固性材料，例如SMC、BMC材料。
模擬挑戰(zhàn)
為什么使用粉末注射成型(PIM)模擬?
粉末注射成型(PIM)技術(shù)起源于1973年，利用金屬或陶瓷粉末加上一定量的黏著劑(binder) 共同組成置備料(feedstock)。 粉末注射成型置備料可以透過射出、脫脂與燒結(jié)等程序后，可以做出各種產(chǎn)品。粉末注射成型透過單一的加工制程直接做出復(fù)雜形狀的產(chǎn)品，適合大量制造，已經(jīng)廣泛使用于各種產(chǎn)業(yè)。
挑戰(zhàn)
? 產(chǎn)品表面及外觀質(zhì)量
? 有效的降低體積收縮
使用電子灌封的益處
使用聚氨酯(PU)、硅膠、環(huán)氧樹脂進行電子灌封具有以下這些優(yōu)勢：
? 絕緣性能：聚氨酯(PU)、硅膠和環(huán)氧樹脂具有有效的絕緣性能，保護電子組件不受潮濕、灰塵和其他環(huán)境因素影響，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。
? 保護組件：電動車和行動裝置，尤其是高功率組件，通常會受到機械震動或沖擊的影響。因此會針對這些材料提供額外的防護，降低損壞風(fēng)險。
? 耐高溫性：灌封材料通常具有出色的耐高溫性
結(jié)構(gòu)力學(xué)分析（靜力/動力/疲勞）、多體系統(tǒng)仿真（MBD）、鑄造/成型過程模擬是一個非常經(jīng)典且覆蓋面廣的工業(yè)仿真問題，涵蓋了機械、材料和制造工程的核心領(lǐng)域。作為UltraLAB圖形工作站的廠商，深入理解這些算法的計算特性，是為客戶提供精準、高效硬件配置方案的基礎(chǔ)。
我將為您逐一解析這三大仿真領(lǐng)域。
核心結(jié)論速覽表
本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、滑移網(wǎng)格之類的仿真計算，整個計算流程與計算模型十分復(fù)雜繁瑣。上一節(jié)已經(jīng)展開了動網(wǎng)格制動盤散熱過程的教學(xué)，因此本節(jié)展開滑移網(wǎng)格的耦合教學(xué)。
1 workbench 設(shè)置
本案例分為三個模塊，其中分別是滑移網(wǎng)格運動區(qū)域，固體結(jié)構(gòu)和外部靜止域。
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
與 Fluent 動網(wǎng)格
冷軋是一種在低于再結(jié)晶溫度（通常為室溫）的溫度下，通過輥子對金屬板材進行進給以壓縮其厚度的工藝。
本模擬演示了鋁材的冷軋過程。
本案例對彈性和塑料材料進行了對比模擬。
卡扣部件互鎖的卡合過程仿真6個月前
[圖片]
本案例對埋地摻氫天然氣管道在土壤多孔介質(zhì)影響下的氣體泄漏擴散規(guī)律展開了仿真計算。主要涉及到多孔介質(zhì)，組分傳輸，局部初始化三個部分。計算模型依據(jù)相關(guān)文獻進行設(shè)置，對摻氫20%的天然氣泄漏擴散情況展開分析，通過對該案例的學(xué)習(xí)與掌握，后續(xù)可以對制定管道泄露應(yīng)急決策方案進行相關(guān)指導(dǎo)。
1 workbench 設(shè)置
本案例的計算模塊如下圖所示：
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
