旋壓成型仿真的案例
DEFORM Spinning輪轂旋壓仿真新技術
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背景
旋壓加工是一種非常特殊的成型加工方法，具備高速旋轉及高應變率的特點。在輪轂的生產加工過程中，與鑄造加工和鍛造加工不同，它綜合了擠壓、拉伸和彎曲等多種特征于一身，共同來完成各種回轉體零件的縮口、卷邊和脹形等工藝。眾所周知，旋壓技術作為無屑型金屬成型工藝的一種，具有很多優良的特征，比如節省材料、加工設備簡單和成本低等諸多優點被廣泛應用在民用和軍用企業中。
在旋壓技術和旋壓設備迅速發展的同時，使用有限元軟件進行模擬仿真分析應運而生，為旋壓成型工藝方案的評判和優化提供理論依據。目前，大多學者都是使用通用有限元分析軟件來進行輪轂旋壓工藝過程的模擬仿真。針對輪轂旋壓成型模擬仿真普遍存在如下一些問題：
■ 模擬計算時間非常長，普通軟件基本需要數周時間才能計算完畢，企業難以接受；
■ 幾何模型簡化太多，與實際結果差異較大；
■ 前處理過程操作復雜，對使用人員要求較高；
軟件功能
Deform是一個基于有限元方法的工藝模擬系統，專門用于分析各種金屬成型和熱處理工藝，可以提供極有價值的工藝分析數據。典型的Deform應用包括鍛造、旋壓、熱處理和其他的成型加工手段。經過三十多年的發展，Deform軟件具有著卓越的準確性和穩定性，而且易于使用，模擬引擎在大流動、行程載荷和產品缺陷預測等方面同實際生產相符，保持著令人嘆為觀止的精度，被國際成型模擬領域公認為處于同類型模擬軟件的領先地位。
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剪切旋壓仿真
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嘿嘿嘿
這個比較巧，以前我們課題組也做過，以前是用marc做的，好像那時候的那個師姐還為這個事情，專門去請教了陳火紅呢。
simufact.forming車輪輥形旋壓仿真模擬
:victory::victory::victory: 不知道大家有沒有關注車輪旋壓的呢？之前對于車輪方面的仿真作了一些案例，一直沒有時間整理，今天整理一下了奉獻給大家吧！希望大家多多交流，共同進步！加油！
我們都知道車輪的生產工藝根據材料不同采用的工藝也不同，常見的鋼制分體車輪一般采用沖壓加焊接的方式生產，好一點的還有整體輥壓成形及旋壓成形；現如今隨著汽車輕量化的發展，鋁合金車輪也日益常見，低端的采用鑄造和鍛造的方式加工，高端的還有先鑄造或鍛造出毛坯，然后再旋壓；那么我們今天所討論的案例就是關于高端車輪的輥壓、旋壓成形仿真。因為這些工藝不僅是實際加工中的難點，也是仿真模擬的難點。
說到仿真，不得不說到相關軟件，俺就一些使用經驗大概說一下吧！旋壓工藝仿真這種非穩態的仿真為了得到較為精確的計算結果，一般需要采用隱式非線性求解器、六面體單元及彈塑性材料模型進行仿真建模計算。而目前常用的金屬成形仿真軟件中，ANSYS主要用為線性求解器，主要為非線性求解，所以求解功能不足以解應對旋壓成形的復雜計算。用得比較廣泛的DEFORM呢？又無法進行六面體網格的劃分及重劃分，而且其彈塑性求解功能不夠精確，彈塑性材料模型也很少。MARC和ABAQUS似乎同時滿足以上兩個要求，但作為通用有限元仿真軟件，其操作的復雜性導致旋壓仿真建模較為不易，因為車輪的旋壓中，旋輪路徑都是復雜的曲線，且芯模與頂料機構是主動旋轉，旋輪在進給的同時，由于受到摩擦力的作用，發生被動旋轉。
展開 汽車某部件simufact焊接-旋壓工藝鏈仿真
汽車某部件
汽車某部件，首先板料彎成一個圓筒形，通過激光拼焊連接在一起，然后經過旋壓工藝進行端部收口成形，成形的過程中，端部變形區域壁厚會發生一定的變化，局部會出現變薄，端部壁厚會變厚。工藝過程動畫：
焊接仿真采用simufact.welding，其結果與simufact.forming可以無縫結合，互相轉化。
simufact.welding焊接過程，可以控制焊縫附近的網格自動細化和自動粗劃。
simufact.forming旋壓：
旋壓軌跡：由程序輸出程序，手動制成表格，將軌跡表格導入simfuact.forming設備控制，使用表驅動，如圖：
導入simufact設備控制窗口,即實現以上軌跡的運動，設置起來比較方便。如下圖：
將simufact.welding仿真的結果，導入到simufact.forming中，即可接著做旋壓分析。從而實現焊接-旋壓工藝鏈仿真分析。初始模型如下圖：（采用單旋輪）
導入simufact.forming之后，也可以將焊接的網格重新劃分，并將焊接后的結果插值到新的網格上。這里采用變形區局部細化，如圖：
另外，simufact.forming可以輸出一些特別的結果，比如損傷，模具磨損，厚度等結果，但是前處理時需要設置勾選輸出選項：
壁厚結果：可以測量任意點的壁厚值，途中可以看到變形較大區域壁厚減薄，端部壁厚變大，并可讀取出壁厚變化大小。
剖面結果：通過剖面可以看出端部并未變的很平，這實際是軌跡影響的，我們可以通過simufact分析，來優化軌跡，通過成形過程我們也可以發現，旋壓過程是會出現起皺，這也可以通過優化軌跡來改善，獲得更加合理的軌跡。
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