金属塑性成形CAE应用

第1章 板料冲压成形CAE分析基本理论1　1.1 板料冲压成形CAE分析概述1　1.2 板料冲压成形CAE分析有限元理论2 1.2.1 有限变形的应变张量3 1.2.2 有限变形的应力张量5 1.2.3 几何非线性有限元方程的建立6　1.3 板料冲压成形CAE分析关键技术9 1.3.1 有限元求解算法及常用板料冲压成形CAE分析软件9 1.3.2 各向异性屈服准则的运用10 1.3.3 单元类型及选择11 1.3.4 有限元网格划分技术15 1.3.5 边界条件的处理技术18 1.3.6 时间步长的计算19 1.3.7 速度选取原则20 1.3.8 提高分析效率的方法21　1.4 板料冲压成形缺陷分析21 1.4.1 起皱21 1.4.2 破裂21 1.4.3 回弹22第2章 DYNAFORM5.9软件特点及模块简介23　2.1 DYNAFORM5.9软件特点简介23　2.2 DYNAFORM5.9基本模块25 2.2.1 坯料工程（BSE）模块25 2.2.2 成形仿真（FS）模块28 2.2.3 模面工程（DFE）模块30　2.3 DYNAFORM5.9软件新功能模块简介33 2.3.1 成形优化模块33 2.3.2 改进主要功能34 2.3.3 BSE模块中新实现的性能、特征和功能34 2.3.4 DFE模块中新实现的性能、特征和功能34 2.3.5 自动设置（AutoSetup）的更新35 2.3.6 坯料生成器（Blank Generator）的新特征36 2.3.7 任务提交器（Job Submitter）的特征和功能36 2.3.8 改进和增强的前处理性能37 2.3.9 后处理（ETA/Post）中新实现的特征和功能37 2.3.10 支持的求解器（LS-DYNA）版本38 2.3.11 新实现的PowerPoint插件E3DViewer381CAE分析实例详解（一）典型板料冲压成形模拟第3章 圆筒件拉深成形模拟40　3.1 导入模型编辑零件名称40　3.2 自动设置41 3.2.1 初始设置41 3.2.2 定义板料零件“BLANK”42 3.2.3 定义凹模零件“DIE”44 3.2.4 定义凸模零件“PUNCH”46 3.2.5 定义压边圈零件“BINDER”47 3.2.6 工模具初始定位设置48 3.2.7 工模具拉深工艺参数设置49 3.2.8 Control菜单控制说明50 3.2.9 工模具运动规律的动画模拟演示51 3.2.10 提交LS-DYNA进行求解计算52　3.3 利用ETA/POST进行后处理分析53 3.3.1 观察成形零件的变形过程53 3.3.2 观察成形零件的成形极限图及厚度分布云图54第4章 汽车油箱底壳零件拉深成形模拟56　4.1 导入模型编辑零件名称56　4.2 估算原始坯料及创建凹模参考曲面57 4.2.1 创建零件“MPART”单元模型（提取中性层）57 4.2.2 创建零件“MPART”及板料轮廓线58 4.2.3 抽取零件的上下表面62 4.2.4 创建零件“DIE”参考曲面63　4.3 自动设置65 4.3.1 初始设置65 4.3.2 定义板料零件“BLANK”65 4.3.3 定义凹模零件“DIE”68 4.3.4 定义凸模零件“PUNCH”70 4.3.5 定义压边圈零件“BINDER”71 4.3.6 工模具初始定位设置72 4.3.7 工模具拉深工艺参数设置73 4.3.8 工模具运动规律的动画模拟演示74 4.3.9 提交LS-DYNA进行求解计算75　4.4 利用ETA/POST进行后处理分析75 4.4.1 观察成形零件的变形过程75 4.4.2 观察成形零件的成形极限图及厚度分布云图75第5章 车门内板零件拼焊冲压成形模拟77　5.1 模型准备78　5.2 自动设置80 5.2.1 初始设置80 5.2.2 定义板料零件“BLANK”81 5.2.3 定义凹模零件“DIE”83 5.2.4 定义凸模零件“PUNCH”86 5.2.5 定义压边圈零件“BINDER”89 5.2.6 工模具初始定位设置91 5.2.7 工模具拉深行程参数的设置92 5.2.8 工模具运动规律的动画模拟演示93 5.2.9 提交LS-DYNA进行求解计算94　5.3 利用ETA/POST进行后处理分析94 5.3.1 观察成形零件的变形过程94 5.3.2 观察成形零件的成形极限图及厚度分布云图94第6章 电器U形卡头零件弯曲成形及回弹模拟96　6.1 回弹96　6.2 导入模型编辑零件名称97　6.3 自动设置97 6.3.1 初始设置97 6.3.2 定义板料零件“BLANK”98 6.3.3 定义凹模零件“DIE”101 6.3.4 定义凸模零件“PUNCH”103 6.3.5 定义压边圈零件“BINDER”106 6.3.6 工模具初始定位设置106 6.3.7 工模具拉深工艺参数设置107 6.3.8 工模具运动规律的动画模拟演示108 6.3.9 提交LS-DYNA进行求解计算109　6.4 回弹设置109　6.5 利用ETA/POST进行后处理分析111 6.5.1 在后置处理器中读取d3plot文件111 6.5.2 回弹分析结果对比112第7章 多步数控弯管成形模拟114　7.1 导入弯管数据并创建模型114　7.2 自动设置116 7.2.1 初始设置116 7.2.2 定义管件“Tube”116 7.2.3 定义管坯工具“Tools”118 7.2.4 工模具弯曲工艺参数设置118 7.2.5 控制参数设置118 7.2.6 工模具运动规律的动画模拟演示119 7.2.7 提交LS-DYNA进行求解计算119　7.3 利用ETA/POST进行后处理分析120 7.3.1 观察成形零件的变形过程120 7.3.2 观察成形零件的成形极限图及厚度分布云图122第8章 电器连接件多道次成形模拟123　8.1 导入模型123　8.2 自动设置123 8.2.1 初始设置123 8.2.2 第一步“Forming”125 8.2.3 第二步“Triming”128 8.2.4 第三步“Forming”130 8.2.5 工模具运动规律的动画模拟演示133 8.2.6 提交LS-DYNA进行求解计算133　8.3 利用ETA/POST进行后处理分析134 8.3.1 观察成形零件的变形过程134 8.3.2 观察成形零件的成形极限图及厚度分布云图135第9章 多工位级进模成形模拟139　9.1 导入模型139　9.2 自动设置140 9.2.1 初始设置140 9.2.2 第一步“Blanking”140 9.2.3 第二步“Dummy1”142 9.2.4 第三步“Trim1”144 9.2.5 第四步“Dummy2”145 9.2.6 第五步“Trim2”147 9.2.7 第六步“Forming1”147 9.2.8 第七步“Bending1”148 9.2.9 第八步“Dummy3”149 9.2.10 第九步“Trim3”149 9.2.11 第十步“Bending2”149 9.2.12 第十一步“Dummy4”150 9.2.13 第十二步“Trim4”151 9.2.14 第十三步“Dummy5”151 9.2.15 第十四步“Trim5”151 9.2.16 第十五步“Bending4”152 9.2.17 第十六步“Dummy6”152 9.2.18 第十七步“Trim6”152 9.2.19 工模具运动规律的动画模拟演示153 9.2.20 提交LS-DYNA进行求解计算153　9.3 利用ETA/POST进行后处理分析154 9.3.1 观察成形零件的变形过程154 9.3.2 观察成形零件的成形极限图及厚度分布云图155第10章 车用加强板热冲压成形模拟157　10.1 导入模型并编辑零件名称157　10.2 自动设置158 10.2.1 初始设置158 10.2.2 定义板料零件“BLANK”159 10.2.3 定义凹模零件“DIE”164 10.2.4 定义凸模零件“PUNCH”164 10.2.5 定义压边圈零件“BINDER”164 10.2.6 工模具初始定位设置164 10.2.7 定义热分析选项参数164 10.2.8 工模具拉深行程参数设置167 10.2.9 添加冷却工步167 10.2.10 工模具运动规律的动画模拟演示169 10.2.11 提交LS-DYNA进行求解计算169　10.3 利用ETA/POST进行后处理分析170 10.3.1 观察成形零件的变形过程170 10.3.2 观察成形零件温度等值云图171CAE分析实例详解（二）先进成形工艺模拟第11章 半球形零件液压成形模拟174　11.1 板料液压胀形174　11.2 导入模型编辑零件名称175　11.3 自动设置176 11.3.1 初始设置176 11.3.2 定义板料零件“BLANK”176 11.3.3 定义凹模零件“DIE”177 11.3.4 定义凸模零件“PUNCH”181 11.3.5 定义压边圈零件“BINDER”181 11.3.6 定义压延筋零件“DRAWBEAD”182 11.3.7 工模具初始定位设置184 11.3.8 工模具拉深工艺参数设置185 11.3.9 工模具运动规律的动画模拟演示186 11.3.10 提交LS-DYNA进行求解计算187　11.4 利用ETA/POST进行后处理分析187 11.4.1 观察成形零件的变形过程187 11.4.2 观察成形零件的成形极限图及厚度分布云图188第12章 T形管件液压胀形模拟190　12.1 管件液压胀形190　12.2 导入模型编辑零件名称191　12.3 自动设置192 12.3.1 初始设置192 12.3.2 定义零件“Tube”192 12.3.3 定义工模具零件195 12.3.4 工模具初始定位设置199 12.3.5 工模具拉深工艺参数设置199 12.3.6 工模具运动规律的动画模拟演示201 12.3.7 提交LS-DYNA进行求解计算202　12.4 利用ETA/POST进行后处理分析202 12.4.1 观察成形零件的变形过程202 12.4.2 观察成形零件的成形极限图及厚度分布云图203第13章 飞机蒙皮拉伸成形模拟205　13.1 飞机蒙皮零件拉伸成形工艺205 13.1.1 零件生产工艺简介205 13.1.2 选材要求205　13.2 导入模型206　13.3 自动设置206 13.3.1 初始设置206 13.3.2 定义板料零件“BLANK”207 13.3.3 定义工具“Tools”207 13.3.4 工模具拉伸成形参数设置207 13.3.5 工模具运动规律的动画模拟演示209 13.3.6 提交LS-DYNA进行求解计算210　13.4 利用ETA/POST进行后处理分析211 13.4.1 观察成形零件的变形过程211 13.4.2 观察成形零件的成形极限图及厚度分布云图211第14章 超塑性零件成形模拟213　14.1 导入模型213　14.2 自动设置214 14.2.1 初始设置214 14.2.2 定义板料零件“BLANK”215 14.2.3 定义凹模零件“DIE”216 14.2.4 工模具拉深行程参数设置217 14.2.5 约束设置219 14.2.6 提交LS-DYNA进行求解计算219　14.3 利用ETA/POST进行后处理分析220 14.3.1 观察成形零件的变形过程220 14.3.2 观察成形零件的成形极限图及厚度分布云图220参考文献222

* 由ETA公司发布的DYNAFORM软件广泛用于板料冲压成形模拟。* 本书是唯一一本以DYNAFORM5.9为平台，结合典型案例介绍板料成形CAE技术中 DYNAFORM软件的模型建立、网格划分、前处理、计算求解及后处理，以引导读者快速掌握应用CAE分析软件解决工程实际问题的技能。本书以基于板料成形有限元分析软件DYNAFORM5.9软件为平台，在详细介绍板料冲压成形CAE分析涉及的基础理论及DYNAFORM5.9软件的基本特点等内容基础上，结合作者多年从事相关领域的教研经验和丰富实践经验，选取8个典型板料冲压成形模拟实例及4个先进冲压成形模拟实例，对具体零件冲压成形CAE分析的具体操作步骤及工艺设置等进行了详细讲解 ，以引导读者掌握应用DYNAFORM5.9软件解决板料冲压成形工程实际问题的能力和技能 。　　本书可作为从事板料冲压成形方向CAE分析的工程技术人员学习和培训DYNAFORM5.9软件的初/中级应用教程，也可作为国内各大专院校的本、专科以及硕士研究生等材料加工工程专业的专业特色课程的主讲教材或参考教材 。