板料冲压成形CAE实用教程

第1章绪论1

1.1板料冲压成形CAE分析技术概述1

1.2板料冲压成形CAE分析有限元理论1

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分析的关键技术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单元类型的选择11

1.3.4有限元网格划分11

1.3.5边界条件的处理12

1.3.6提高CAE分析效率的方法14

1.4板料冲压成形缺陷分析14

1.4.1起皱14

1.4.2破裂15

1.4.3回弹15

第2章ETA/DYNAFROM5.6软件应用基础17

2.1ETA/DYNAFROM5.6软件简介17

2.2应用ETA/DYNAFROM5.6软件的一般步骤17

2.3ETA/DYNAFROM5.6软件系统结构19

2.3.1ETA/DYNAFROM5.6软件主界面19

2.3.2前置处理模块20

2.3.3分析模块21

2.3.4后置处理模块22

2.4DYNAFORM5.6软件的基本功能27

2.4.1文件管理（File）27

2.4.2零件层控制（Parts）28

2.4.3前处理（Preprocess）29

2.4.4模面工程（DFE）35

2.4.5坯料工程（BSE）35

2.4.6模拟设置（Setup）36

2.4.7回弹补偿（SCP）37

2.4.8工具定义37

第3章圆筒件的正向拉深成形模拟39

3.1带凸缘圆筒件的拉深工艺分析39

3.2导入模型40

3.3前处理设置40

3.3.1编辑零件名40

3.3.2零件单元网格划分41

3.3.3零件网格检查42

3.4快速设置45

3.4.1创建压边圈零件“BINDER”45

3.4.2双动设置[正向拉深/Doubleaction（Toggledraw）]45

3.4.3定义坯料零件“BLANK”46

3.4.4定义压边圈零件“BINDER”46

3.4.5定义凹模零件“DIE”47

3.4.6定义材料“Material”47

3.4.7材料及工具运动相关参数的修改设置48

3.4.8工模具运动规律的动画模拟演示49

3.4.9提交LS-DYNA进行求解计算49

3.5自动设置50

3.5.1初始设置50

3.5.2定义板料零件“BLANK”50

3.5.3定义凹模零件“DIE”52

3.5.4定义凸模零件“PUNCH”52

3.5.5定义压边圈零件“BINDER”54

3.5.6工模具初始定位设置54

3.5.7工模具拉深行程参数设置54

3.5.8工模具运动规律的动画模拟演示57

3.5.9提交LS-DYNA进行求解计算57

3.6传统设置58

3.6.1创建凸模零件“PUNCH”58

3.6.2创建压边圈零件“BINDER”59

3.6.3定义工模具零件60

3.6.4定义毛坯零件61

3.6.5工模具的自动定位62

3.6.6测量凸模零件“PUNCH”的拉深深度62

3.6.7定义凸模零件“PUNCH”的拉深行程62

3.6.8定义零件“BINDER”的压边力载荷曲线64

3.6.9工模具运动的动画模拟演示64

3.6.10提交LS-DYNA进行求解计算64

3.7后置处理66

3.7.1观察成形零件的变形过程66

3.7.2观察成形零件的厚度分布云图及成形极限图67

第4章矩形件的反向拉深成形模拟69

4.1矩形件的拉深成形工艺分析69

4.2导入模型70

4.3设置分析参数70

4.4前处理设置71

4.4.1编辑零件71

4.4.2零件单元网格划分72

4.4.3零件单元网格模型检查73

4.5快速设置74

4.5.1创建压边圈零件“BINDER”75

4.5.2单动设置[反向拉深/Singleaction(Inverteddraw)]75

4.5.3定义坯料零件“BLANK”75

4.5.4定义压边圈零件“BINDER”76

4.5.5定义凹模零件“DIE”76

4.5.6定义材料“Material”77

4.5.7材料及工具运动相关参数的修改设置77

4.5.8工模具运动规律的动画模拟演示79

4.5.9提交LS-DYNA进行求解计算79

4.6自动设置79

4.6.1初始设置79

4.6.2定义毛坯零件“BLANK”80

4.6.3定义凹模零件“DIE”83

4.6.4定义凸模零件“PUNCH”83

4.6.5定义压边圈零件“BINDER”84

4.6.6工模具初始定位设置84

4.6.7工模具拉深行程设置86

4.6.8工模具运动的动画模拟演示87

4.6.9提交LS-DYNA进行求解计算87

4.7传统设置89

4.7.1创建凸模零件“PUNCH”89

4.7.2创建压边圈零件“BINDER”90

4.7.3定义工模具零件90

4.7.4定义毛坯零件91

4.7.5工模具零件自动定位92

4.7.6测量凸模零件“PUNCH”的拉深深度92

4.7.7定义凹模零件“DIE”的拉深行程曲线93

4.7.8定义压边圈零件“BINDER”的压边力载荷曲线93

4.7.9工模具运动规律的动画模拟演示95

4.7.10提交LS-DYNA进行求解计算95

4.8后置处理95

4.8.1观察成形零件的变形过程95

4.8.2观察成形零件的厚度分布云图及成形极限图97

第5章汽车油底壳零件的拉深成形模拟98

5.1导入模型98

5.2快速设置99

5.2.1创建零件“PART”单元模型99

5.2.2创建零件“PART”99

5.2.3网格检查101

5.2.4创建并定义零件“DIE”103

5.2.5创建并定义毛坯零件“BLANK”104

5.2.6创建压边圈零件“BINDER”106

5.2.7调整零件的冲压方向108

5.2.8定义工模具及相关工艺参数设置109

5.2.9提交LS-DYNA进行求解计算110

5.3后置处理111

第6章U形零件的回弹模拟113

6.1回弹分析113

6.2导入模型113

6.3单元网格划分114

6.3.1工模具零件单元网格划分114

6.3.2毛坯零件网格划分114

6.3.3网格检查116

6.4自动设置117

6.4.1建立新的拉深模拟117

6.4.2定义板坯材料和属性117

6.4.3定义工具118

6.4.4工模具自动定位设置119

6.4.5工序设置120

6.4.6提交LS-DYNA进行求解计算121

6.5回弹分析设置121

6.5.1导入模型进行回弹分析121

6.5.2回弹分析设置121

6.6后置处理122

6.6.1在后置处理器中读取d3plot文件122

6.6.2回弹分析122

第7章球形件的液压胀形模拟124

7.1板料液压胀形工艺分析124

7.2导入模型125

7.3设定分析环境参数125

7.4零件单元网格划分126

7.4.1毛坯零件单元网格划分126

7.4.2工模具零件单元网格划分127

7.4.3单元网格检查128

7.5自动设置129

7.5.1初始设置129

7.5.2选择毛坯材料和定义属性130

7.5.3定义工模具零件131

7.5.4定义压延筋零件131

7.5.5工具定位135

7.5.6工序设置136

7.5.7提交任务到LS-DYNA进行求解计算140

7.6后置处理140

第8章十字形管件液压胀形模拟142

8.1管件液压胀形工艺分析142

8.2导入模型143

8.3编辑零件144

8.4零件的单元网格划分及网格检查144

8.5自动设置147

8.5.1定义零件“TUBE”148

8.5.2定义工模具零件150

8.5.3设置工模具零件初始位置153

8.5.4定义工模具零件的运动行程153

8.5.5工模具运动规律的动画模拟演示156

8.5.6提交LS-DYNA进行求解计算156

8.6后置处理157

参考文献158

　　本书以国内外常用板料冲压软件ETA/DYNAFORM5.6作为平台，兼顾理论基础和设计实践两个方面需求，首先介绍了板料冲压成形CAE分析涉及的基本理论、关键技术以及ETA/DYNAFORM5.6软件的应用基础理论知识，并根据典型的板料冲压零件工艺及特点，选择了六个典型的板料冲压成形应用实例，由浅到深地对应用ETA/DYNAFORM5.6软件进行板料冲压成形CAE分析过程中的前置处理、求解计算及后置处理等进行了详尽的阐述，以引导读者在掌握基本理论知识的基础上，能够较快地应用ETA/DYNAFORM5.6软件解决实际工程问题。　　板料冲压成形CAE分析是评估板料冲压性及成形工艺性的有效工具。本书是指导读者将板料冲压成形CAE分析技术应用到实际生产环节的一本基础教程。　　书中以常用的板料冲压成形过程的有限元分析软件Dynaform为平台，对板料冲压成形CAE分析涉及的基本内容及关键技术进行了详细阐述。通过对软件基本功能的介绍，由浅到深配以典型实例，对板料冲压成形CAE分析的各个环节：模型建立、前置处理、求解计算以及后置处理等工作做了详尽的介绍。　　配有光盘形象展示书中所介绍实例的模型和模拟过程，以引导读者掌握应用CAE分析软件解决板料冲压成形工程实际问题的能力和技能。　　本书可供板料冲压成形方向的工程技术人员学习，也可作为大专院校的本、专科以及硕士研究生塑性成形专业的教材。