成形性分析的案例
FTI鈑金成形性分析
鈑金成形性分析與鈑金設計軟件FTI簡介
FTI 是一套物超所值、界面親和的軟件解決方案，能在數分鐘內幫您完成鈑金成形工藝性及毛坯展開形狀的預測分析。
FTI 是那些需要對零件的幾何形狀和設計開發的可行性與成本給出快速評估的用戶的理想工具。它可快速確定成形工藝性問題，同時可僅僅依*幾何形狀精確地計算出復雜形狀沖壓件的毛坯展開尺寸。
通過快速修改形狀、材料和工藝條件，用戶能對零件或設計進行優化處理。分析結果會將哪些地方可能發生起皺或破裂隨同預測出的坯料形狀顯示出來。
<- 預測成形工藝性的關鍵：褶皺、拉薄和破裂等
<-生成精確的展開毛坯以供報價和模具設計
快速解決方案
以友好的使用界面進行網格化處理, 工件導向以及壓邊力和材料的選擇，能使用戶在短時間內完成分析工作。在數分鐘內使用 FTI 完成工業基準確定的快速分析。
除了快速與精確性以外，FTI 還提供了必要的處理和可視化工具來測定對零件和設計方案的改進是否必要。
為何要用FTI
物超所值
FTI 是一套非常經濟實惠的解決方案，用以在設計階段鑒別出問題的存在，貫穿于整個項目的生命周期，可為您省下數千美圓。FTI 能預先評估零件的可行性，在報價和制造階段降低風險和成本。
準確和省時
FTI 能提供精確的毛坯展開形狀，在報價之前為用戶提供更理想的選材建議。
FTI 能在十分鐘內確定一個零件的形狀或設計方案的可行性。
易上手
FTI 是一種易于使用的程序，完全適合于設計工程師、項目工程師以及模具技師等，而無須具備FEA（有限元分析）的專業經驗。
FTI 是以簡單易用的理念來設計的。明快的圖標和功能強大的可視化工具使得軟件更易使用。簡潔的軟件界面已將繁雜的操作扔到模擬分析以外。
展開 簡單易學的鈑金成形性分析和鈑金設計軟件Fastform 解決方案簡介
FASTFORM 是一套物超所值、界面親和的軟件解決方案，能在數分鐘內幫您完成鈑金成形工藝性及毛坯展開形狀的預測分析。
詳細介紹:
http://www.caenet.cn/Product/Product.aspx?SoftwareID=42
國產板料成型CAE軟件 FASTAMP
◆ 汽車覆蓋件
FASTAMP軟件在汽車覆蓋件方面得到了最廣泛的應用，它能幫助模具企業面向產品設計、面向項目管理和市場競爭，提高競爭力；能對覆蓋件進行材料選擇、計算材料利用率；能輔助模具報價，進行工藝設計輔助分析、毛坯尺寸精確展開、產品拼焊線展開與成形性分析、拉深筋設置快速優化、翻邊成形分析與工藝流程、全工序沖壓成形過程模擬、修邊線展開與翻邊成形性分析。
◆ 復雜級進模（五金家電、電子、汽車）
FASTAMP軟件在復雜級進模方面也有較廣泛的應用，能進行毛坯尺寸展開與可成形性模擬，毛坯形狀分步展開、可成形性模擬及工步優化，拉深成形過程模擬，翻邊成形和彎曲成形過程模擬，變薄拉深成形過程模擬和多工步變薄拉深或擠壓成形過程模擬。
◆ 液壓成形與管成形模擬
FASTAMP軟件能進行液壓成形過程模擬、液壓拉深成形過程模擬、管液壓成形過程模擬。
◆ 基于UG NX系統的鈑金產品可成形性分析與沖壓成形過程仿真
FASTAMP軟件基于UG NX平臺實現了CAD/CAE的無縫集成，主要面向汽車覆蓋件和五金家電的產品設計與成形模擬。能夠實現毛坯尺寸展開與可成形性模擬，毛坯形狀分步展開、可成形性模擬與工步優化，拉深筋設置快速優化，拼焊線展開與拼焊板成形過程模擬， 拉深成形過程模擬，修邊與翻邊成形過程模擬及回彈模擬
◆ 基于CATIA系統的成形模擬軟件定制開發
FASTAMP在CATIA平臺上實現了成形模擬軟件的定制開發，包括鈑金產品設計可成形性仿真定制開發、汽車覆蓋件輔助工藝分析與沖壓成形過程模擬定制開發、飛機蒙皮毛坯優化與拉彎成形過程模擬定制開發和飛機型材拉彎成形過程模擬定制開發。
展開 鈑金成形工藝性研究及應用
根據彎曲工件的要求與成形特點，優化成形工藝過程，提高產品質量。本文主要從實際生產中鈑金件存在的問題出發，通過對成形過程進行分析，探討對不同類型問題進行工藝補償的方式，以實現預防或者消除生產中存在的問題。
鈑金成形作為一種主要的金屬成形方法，其模具具有通用性、工藝簡單、成形范圍廣，在工程機械行業得到廣泛應用。成形工序是大多數零件成形（除焊接工序外）的最后一道工序，成形工藝的好壞直接影響產品的尺寸標準和外觀。在工程機械行業中鈑金件種類多，板材厚度從1.5mm到130mm不等，材質種類多，并且形狀各不相同。
數控常州折彎機在冷態下利用所配備的通用模具（或專用模具），將金屬板材折彎成各種幾何截面形狀的工件，折彎工藝的合理性直接影響產品最終成形的尺寸和外觀。通過對折彎缺陷過程的控制和預防，采取相應有效的工藝方法來提高工件質量。
表1 折彎機上模和下模截面示意圖
圖1 成形基本原理
成形基本原理及上下模簡介
折彎成形工藝的基本原理是利用折彎機的上模（折彎刀）和下模把金屬板材折彎到滿足一定折彎半徑和角度的工藝方法，如圖1所示。
折彎刀（上模）
折彎刀的形式見表1，加工時主要是根據工件的形狀需要選用，一般加工廠家的折彎刀形狀較多，特別是專業化程度很高的廠家，為了加工各種復雜的折彎件，定做很多形狀、規格的折彎刀。
下模
影響折彎加工的因素有許多，主要有上模圓角半徑、材質、料厚、下模強度、下模的模口尺寸等因素。常見的折彎刀分為直 刀和鵝頭刀；下模包括V形下模和U形下模，對于成形半徑較小的工件一般采取折彎機折彎成形。
成形過程中存在的問題及預防措施
成形過程中存在的主要問題包括：折彎斷裂或者產生裂紋、折彎回彈、折彎滑料、折彎壓痕或者劃傷、折彎變形、折彎干涉及抗刀等幾大類。
折彎斷裂或者產生裂紋
⑴剪切件斷裂。
展開 
汽車B柱加強板工藝分析及回彈控制方法研究與應用
本文以某車型HC420/780DP B 柱加強板為例，通過AutoForm、Pam-Stamp 兩款軟件分析對比，對該零件工藝設計、回彈分析、回彈補償及零件調試進行總結。結果表明，目前沖壓分析軟件對零件的成形性及回彈分析具有一定指導意義。前期設計階段通過軟件的模擬進行回彈補償，可大量減少零件現場調試時間，縮短模具開發周期。
隨著汽車工業的快速發展和激烈競爭，汽車安全性、輕量化、節能減排的要求不斷提高，B 柱加強板無論在汽車輕量化還是安全性方面都是一個需要優化的重點零件。目前主流車型B柱加強板主要有兩種設計思路：一是該零件采用熱成形，此方案在滿足碰撞要求的情況下，減重效果比較突出，零件質量比較容易控制，但該方案零件成本較高；二是該零件采用高強度鋼板，板料強度越高，在滿足碰撞要求的情況下減重越明顯，且較熱成形零件相比成本較低，缺點是超高強度鋼板的成形性較差且回彈明顯，零件質量控制是其主要難點。以下主要針對采用高強度鋼板形式的某車型B 柱加強板的質量控制進行分析研究。
零件分析及工藝方案分析對比
零件分析
圖1 所示為某車型B 柱加強板， 零件輪廓尺寸為1410mm×550mm×230mm， 該零件材質為HC420/780DP，料厚為1.5mm，材料參數如表1 所示。
展開 板材沖壓成形性模擬CAE 軟件系統KMAS
摘要:本文闡述了自行研制的覆蓋件成形性仿真CAE 軟件系統KMAS 的基礎理論方法和關鍵技術。對一些
典型沖壓過程的板材成形缺陷進行模擬預示，并與實驗結果相比較，旨在檢驗KMAS 軟件在金屬塑性成
形屈服準則、塑性流動本構理論、以及彈塑性大變形接觸問題有限元方法的有效性，為解決金屬覆蓋件
塑性加工成形與模具制造工業面臨的關鍵力學問題提供有效的數學工具。
板材沖壓成形性模擬CAE 軟件系統KMAS.pdf
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
然而，產品設計工程師普遍缺乏制造與工藝經驗，導致設計成本超出預算且零件可制造性降低。同時，傳統的CAE軟件通常要求使用者具備豐富的沖壓及制造工藝知識，并不適合產品設計工程師直接應用。
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
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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 余肉補充技術在側圍外板上的應用
余肉可以彌補產品工藝性的不足，提高產品的質量及尺寸精度，減少廢品率，提高零件剛度并減少回彈，保證模具結構的優化，改善模具的狀態，增加模具的壽命，保證沖壓生產的連續性和穩定性。
在大多數板材沖壓成形過程中，強烈的非線性變形過程致使板料產生很大的彈性應變能。在模具與板料動態接觸過程中，存在于板料中的這種彈性應變能會隨著接觸壓力的消除而自動釋放掉，回彈的驅動力一般是朝著板料原始形狀變形。在沖壓工藝設計中，通過采用余肉技術來控制材料的流動，解決拉延中制件開裂、變化急劇部位的起皺、剛性不足、回彈及翹曲等問題。
側圍外板問題點分析
在生產中發現側圍外板中柱上框部位嚴重變形（圖1），每次生產過程中都需停機在線調試模具才能勉強能滿足生產要求（表1）。在線調試中發現，只有通過微調模具投料位置線和局部平衡塊的調整才可以勉強保證生產要求。此方法生產穩定性較差，通常會導致零件出現隱裂、開裂現象。
圖1 零件缺陷部位
表1 調整位置與結論
統計了3 個月的生產數據，側圍一次下線合格率在90% 左右，返修率達到10%。每批次生產1500 件，需要調試模具3 ～ 5 次，每次5 ～ 10 分鐘，累計每批次調模時間約為40 分鐘。嚴重影響沖壓件的一次下線合格率，后續反饋意見較多，生產效率難以得到保證。
通過CAE 分析，發現從板料與壓料板接觸開始就出現聚料現象，距離模具到底80mm 時，表面聚料、起皺現象嚴重，如圖2 所示。繼續下壓拉深，距離模具到底20 ～ 5mm 時，聚料部位略微撐開，起皺有所減輕，但是表面依然有褶皺，如圖3 所示。結合CAE成形工藝的分析，如果以上問題點要徹底解決，需要改動模具現有結構，才能提高模具生產的穩定性。
展開 汽車B柱內板熱沖壓成形工藝優化的模擬分析
板料初始溫度會影響板料進入奧氏體化和組織的均勻性，進而影響板料的成形性，根據22MnB5高強度鋼奧氏體化溫度(900～950 ℃)及板料加熱后到達模具成形需要一定時間會使溫度下降，本實驗板料初始溫度選取910,930,950 ℃;模具初始溫度會影響成形時板料溫度下降速度和模具的壽命，本實驗模具初始溫度選取50,80,110 ℃;壓邊力會影響板料在成形過程的流動性和模具的磨損程度，根據壓邊力的計算公式(式4)可得壓邊力為80～120 kN,本實驗壓邊力選取80,100,120 kN;沖壓速度會影響熱沖壓成形的效率和板料塑性變形程度，根據塑性變化理論和沖壓機設備參數，本實驗沖壓速度選取50,100,150 mm/s。各因素和各水平的取值范圍見表2。
F=A×P。 (4)
式中：F為壓邊力，kN;A為壓邊圈的面積，mm2;P為單位壓邊力，N/mm2。
表2 各因素和各水平的取值范圍
3.3 熱沖壓成形正交實驗結果及分析
根據正交實驗設計原理完成4因素3水平的L9(34)正交實驗表，并將正交表中的各參數組合通過Dynaform軟件進行成形仿真和回彈分析，獲得零件的最大減薄率、最大增厚率和最大回彈量3個評價目標，如表3所示，零件的最大減薄率在9.27%～16.29%,方案3的最大減薄率為16.29%,超過設計要求(≤15%);零件的最大增厚率在8.45%～13.42%,方案4、方案5、方案8和方案9的最大增厚率超過設計要求(≤10%);零件的最大回彈量在0.53～0.89 mm, 所有方案的最大回彈量均符合設計要求(≤1 mm)。表4為各評價目標的極差分析統計表。
展開 汽車B柱加強板工藝分析及回彈控制方法！
圖8 零件回彈補償分析結果
零件現場調試記錄及與理論狀態對比整改
模具現場調試前，確認模具研合情況，保證模具研合率80% 以上，調試壓邊力為160t，壓邊圈行程為100mm，與CAE 分析設定一致。以上條件滿足后，調試板料流入量，保證現場流入量與理論匹配差別控制在5mm 內，通過實際調試零件與理論分析進行整改。
零件成形性對比分析
經現場調試零件出件，零件無開裂問題。局部輕微起皺區域與分析狀態一致，此零件成形性分析與生產實際匹配度在90% 以上。
零件回彈對比分析
現場零件經激光切割后，對零件進行掃描。掃描數據與理論數據進行匹配對比，匹配基準與前期回彈分析選擇基準保持一致，經對比分析發現現場實際零件回彈情況與CAE 分析結果基本一致（圖9），評估分析兩者一致性匹配度80% 以上。
展開 [可靠性軟件介紹]可靠性、維修性和安全性工程設計分析Isograph
Isograph 軟件的一個顯著特性就是將各軟件工具的功能、設計分析信息、分析流程等有機地集成在一起。
功能集成
Isograph 軟件集成了以下可靠性、維修性、綜合保障分析工作內容：
※ Reliability Prediction －可靠性預計
※ Maintainability Prediction －維修性預計（ MTTR 預計）
※ Reliability Block Diagram －可靠性框圖
※ FMEA / FMECA －故障模式、影響及危害性分析
※ Fault Tree Analysis －故障樹分析
※ Event Tree Analysis －事件樹分析
※ Markov Analysis －馬爾可夫過程分析
※ Reliability-Centred Maintenance －以可靠性為中心的維修工作分析
※ Hazop Analysis －風險性及可行性分析
※ Weibull Analysis －威布爾故障數據分析
※ LccWare －壽命周期費用分析
※ AvSim －高級仿真分析
項目集成
※ 系統、分系統、設備、部件、組件、元器件的統一分析和管理
※ 支持工程項目的分離與合并
※ 自動實現產品中各層次單元的數據傳遞關系
※ 最大限度地保證可靠性設計分析工作與產品研制狀態的一致性
數據集成
※ 通過數據共享和數據鏈接技術實現數據集成
※ 軟件內部的數據鏈接由系統自動實現
※ 軟件與外部接口的數據鏈接由用戶自由指定
展開 
推薦鈑金成形分析，汽車模具設計，汽車碰撞分析論壇
http://61.152.116.75/caxmain/forum/index.asp
www.autocax.net
www.autocax.cn
模具強度分析示例#Lsdyna成形分析+界面力接觸力提取 ￥60
模具強度分析示例#Lsdyna成形分析+界面力接觸力提取
我對hyperform的一些看法
前面已有介紹，hyperform主要用在沖壓成形模擬。現在板料沖壓成形模擬軟件比較有名的是dynaform, autoform, pamstamp, 這幾個軟件各有千秋，商業化做得也比較好。hyperform跟dynaform比較相似，自帶一步法求解器，還可以作為ls-dyna的前處理，可以說計算精度與dynaform相當。但是hyperform具有很大的優勢，就是與hyperstudy, hypermesh的無縫集成，可以對模具（圓角）尺寸、工藝等參數自動優化，這是當前發展的主流。
其實，學習和應用hyperform可以先從hpermesh入手，這方面的資料很多。然后把ls-dyna的關鍵字文件作個大概的了解，能看懂hyperform輸出的文件，一般的成形性分析就可以搞定了。然后是工藝參數、拓撲優化，發揮hyperform的真正特長。
展開 [可靠性軟件介紹]可靠性維修性綜合分析軟件包Relex
Relex Studio平臺用于產品的可靠性定性、定量分析及可靠性設計。該軟件集成了國內外現有的最新的可靠性設計分析技術，直接針對產品設計原理進行分析，通過分析結果的及時反饋指導產品設計，從而在研制階段提高產品的固有可靠性，以達到提高產品質量的目的。此外，Relex Studio平臺同時集成了維修性分析、保障性分析、故障數據管理系統和試驗數據評估等功能，方便企業在統一平臺下統一開展自己的系統工程工作，并建立經驗數據庫。
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