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在成形模具磨損評估上，一般利用工藝仿真結(jié)果，基于磨損預(yù)測公式，例如Archad模型，對給定沖壓工藝和模具幾何輪廓下模面磨損量進(jìn)行評估。然而，在沖壓工藝仿真中，為了兼顧計(jì)算精度和效率，采用殼單元，且單元大小也更為粗大。這些計(jì)算處理方面的差異，將引起界面接觸壓力計(jì)算誤差，進(jìn)而影響模具磨損評估的可靠性。

而且利用專業(yè)的鈑金沖壓工藝仿真可以對已經(jīng)存在沖壓缺陷問題的工藝進(jìn)行分析軟件虛擬試錯(cuò)。

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必須從早期設(shè)計(jì)階段就開始考慮整個(gè)工藝仿真鏈。獲得零件的沖壓性能對于碰撞性能的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。這意味著碰撞工程師必須依靠沖壓部門來制造滿足碰撞性能的零件。

該解決方案的核心價(jià)值不僅在于降低沖壓件材料成本、提升設(shè)計(jì)可制造性，還能幫助用戶提升產(chǎn)品整體質(zhì)量。本期直播講堂請到了海克斯康工業(yè)軟件CAE專家羅臘，在直播間中講師將詳細(xì)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(guān)注！

下載地址：AutoForm鈑金沖壓成形分析從入門到精通

目前關(guān)于沖壓工藝參數(shù)優(yōu)化的研究主要有：李雷等[2]利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對封頭成形工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到質(zhì)量優(yōu)異的封頭構(gòu)件。王泌寶[3]依據(jù)Autoform有限元軟件得到實(shí)驗(yàn)值，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合工藝參數(shù)與質(zhì)量參數(shù)之間的關(guān)系，并依據(jù)預(yù)測均方根誤差驗(yàn)證了擬合的精確性。雷艷惠等[4]構(gòu)建了鋁合金機(jī)械圓盤沖鍛工藝神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型，經(jīng)過訓(xùn)練、預(yù)測驗(yàn)證獲得了鋁合金機(jī)械圓盤沖鍛工藝的最佳參數(shù)。

仿真分析模型的建立與驗(yàn)證（1）拉延筋布置 在沖壓成形中，為了限制板料的流動(dòng)，需要設(shè)置各種形狀的拉延筋。Autoform中不需要建立實(shí)際的拉延筋有限元模型，而是采用一些曲線來模擬拉延筋行為，當(dāng)板料流過時(shí)，施加拉延筋阻力。

海克斯康解決方案FTI 工藝設(shè)計(jì)及模具成本海克斯康FTI 工藝設(shè)計(jì)及模具成本解決方案（PROCESSPLANNER），專業(yè)用于解決車身鈑金沖壓工藝設(shè)計(jì)及模具成本，在鈑金件沖壓早期工藝規(guī)劃階段，使用PROCESSPLANNER功能，可以在幾十秒內(nèi)獲得沖壓工藝設(shè)計(jì)方案，可快速用于沖壓設(shè)備選型、規(guī)劃生產(chǎn)線、模具結(jié)構(gòu)、模具成本，并可以生成詳細(xì)的工藝和成本摘要及報(bào)告，包括模具加工時(shí)間、沖壓成本等信息

摘 要：針對某品牌汽車B柱內(nèi)板的成形工藝問題，研究了零件22MnB5高強(qiáng)度鋼的熱沖壓成形參數(shù)對成形質(zhì)量的影響，以最大減薄率、最大增厚率和最大回彈量為評價(jià)目標(biāo)，通過正交實(shí)驗(yàn)和極差分析，獲得零件熱沖壓成形的最優(yōu)工藝參數(shù)，并完成最優(yōu)工藝參數(shù)的成形仿真和回彈分析，仿真結(jié)果表明零件的厚度分布均勻，零件最大減薄率為10.1%,最大增厚率為7.1%,零件的回彈量小，最大回彈量為0.714 mm,該零件成形質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求

提到沖壓相關(guān)的有限元仿真，往往關(guān)注產(chǎn)品本身的成形仿真，也就是板料塑性變形。其關(guān)注點(diǎn)僅局限于沖壓產(chǎn)品的成形問題： 開裂、起皺、尺寸回彈、外觀面品等，然而一個(gè)沖壓產(chǎn)品從設(shè)計(jì)階段到批量，整個(gè)開發(fā)周期無論是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、工裝模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、沖壓模具的調(diào)試研合、量產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品工序件間的傳遞、轉(zhuǎn)運(yùn)等等整個(gè)過程涉及的工況較為復(fù)雜、條件的波動(dòng)對模具工裝、產(chǎn)品 都會起到一定的影響。

眾所周知，LS-DYNA作為業(yè)界主流的通用顯示有限元計(jì)算軟件，在沖壓分析領(lǐng)域被多個(gè)專業(yè)軟件使用，比如DynaFomr、JSTAMP、FTI Forming Suite等等，在被ANSYS收購以前，LS-DYNA作為獨(dú)立的通用非線性求解器，一直跟多個(gè)領(lǐng)域的通用前后處理軟件保持著良好的合作關(guān)系；但是在2019年LS-DYNA被Ansys收購，并于2021年推出了專用于沖壓領(lǐng)域的專業(yè)仿真工具

圖3 CAE 分析滑出距離圖4 沖壓零件滑移線缺陷常規(guī)方法的分析驗(yàn)證結(jié)果由滑移線產(chǎn)生的機(jī)理可知，解決滑移線缺陷的基本思路主要是減少棱線處材料流動(dòng)和降低棱線處模具跟材料的沖擊力即接觸應(yīng)力。基于這個(gè)思路通常的解決手段有：⑴沖壓方向的調(diào)整；⑵工藝補(bǔ)充面的優(yōu)化；⑶拉延筋阻力調(diào)整。

圖4 側(cè)圍后流水槽區(qū)域優(yōu)化后結(jié)構(gòu) CAE 沖壓仿真分析 對側(cè)圍和后流水槽兩個(gè)零件進(jìn)行沖壓仿真模擬優(yōu)化分析：側(cè)圍尾部產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可實(shí)施正修工藝方案，無需側(cè)修，減少了側(cè)翻整區(qū)域，降低了側(cè)圍模具復(fù)雜程度和生產(chǎn)制造成本，也減少了調(diào)試難度和時(shí)間；后流水槽工藝方案經(jīng)過多種方案對比優(yōu)化分析，確定拉延成形+后序上整形的工藝方案為最合理工藝方案。

?實(shí)現(xiàn)沖壓工藝的合理定義在保證滿足要求的前提下：能采用成形工藝的則不采用拉延工藝；能采用開口拉延的制件則不用閉式拉延；采用淺拉延工藝能滿足要求的不采用深拉延工藝。

這個(gè)仿真分析中沒有考慮鈑金沖壓成形產(chǎn)生的殘余應(yīng)力、回彈、壁厚減薄等對焊接工藝的影響。Simufact welding可以與Simufact forming鈑金沖壓成形功能實(shí)現(xiàn)沖壓-焊接、焊接-沖壓等工藝鏈仿真，充分考慮了實(shí)際的制造工藝鏈。

熱沖壓成形量產(chǎn)模具設(shè)計(jì)流程如圖5所示，采用autoform、pam stamp2G等軟件進(jìn)行對熱沖壓成形過程進(jìn)行快速成形模擬和冷卻過程模擬，利用熱沖壓成形鋼板的高溫流變曲線、高溫摩擦系數(shù)、FLD等參量進(jìn)行成形模擬，采用Fluent、Ansys等軟件進(jìn)行模具冷卻效果模擬，保證熱成形模具長期工作熱平衡性。這一過程實(shí)際是熱力學(xué)、機(jī)械學(xué)耦合模擬。

海克斯康工業(yè)軟件Simufact工藝仿真方案涵蓋金屬制造全工藝鏈仿真，為驅(qū)動(dòng)企業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型，提供了強(qiáng)有力的軟件方案與應(yīng)用支撐。方案主要分為熱處理及金屬塑性成形工藝仿真（冷熱鍛造、碾環(huán)、自由鍛、鈑金沖壓、旋壓等）、焊接裝配工藝仿真以及非常適合航空航天制造工藝的增材制造工藝。

這個(gè)仿真分析中沒有考慮鈑金沖壓成形產(chǎn)生的殘余應(yīng)力、回彈、壁厚減薄等對焊接工藝的影響。Simufact welding可以與Simufact forming鈑金沖壓成形功能實(shí)現(xiàn)沖壓-焊接、焊接-沖壓等工藝鏈仿真，充分考慮了實(shí)際的制造工藝鏈。