金屬衝壓成形仿真及應用--基於DYNAFORM

本書以板料衝壓成形過程的有限元分析軟體DYNAFORM6.0為平臺，通過對軟體基本功能的介紹，配以在汽車及家電製造領域的典型應用實例，由淺入深，對金屬衝壓成形從模型建立、網格劃分、前處理、計算求解到後處理等過程進行詳細介紹，不僅分析了實際零件的衝壓成形過程、成形工藝步驟及如何進行工藝參數優化等工藝方案確定的方法，還對出現的成形缺陷提出改進措施。書中所介紹的板料衝壓成形類比實例均是作者多年研究成果的總結，以引導讀者全面掌握並可以應用DYNAFORM6.0軟體解決板料衝壓成形過程中的實際問題。

本書可作為各大院校的專科、本科以及碩士研究生等材料科學與工程專業、機械設計等相關專業的教材或參考教材，也可作為從事板料衝壓成形方向CAE分析的工程技術人員學習DYNAFORM6.0軟體的教程。

第1章金屬板料衝壓成形模擬理論及關鍵技術001
1.1金屬板料衝壓成形模擬基本理論001
1.1.1有限元計算的要點和特點001
1.1.2有限元計算與衝壓成形模擬002
1.1.3有限變形的應變張量003
1.1.4有限變形的應力張量005
1.1.5幾何非線性有限元方程的建立007
1.1.6有限元求解演算法010
1.2金屬板料衝壓成形模擬關鍵技術012
1.2.1金屬板料成形模擬分析基本步驟012
1.2.2金屬板料成形模擬分析流程013
1.2.3求解演算法選擇013
1.2.4材料各向異性屈服準則運用017
1.2.5單元類型選擇019
1.2.6有限元網格劃分020
1.2.7邊界條件處理021
1.2.8提高模擬分析效率的方法022
1.3金屬板料衝壓成形模擬分析技術所能解決的主要問題023
1.4金屬板料衝壓成形模擬技術的發展趨勢025
1.5金屬板料成形模擬軟體——DYNAFORM6.0簡介029
1.5.1DYNAFORM6.0軟體029
1.5.2DYNAFORM6.0基本模組032
1.5.3DYNAFORM6.0的主要功能模組034

第2章矩形件拉深成形模擬試驗及優化分析037
2.1矩形件特性分析及工藝簡介037
2.2矩形件模擬模擬自動設置038
2.2.1新建模型工程038
2.2.2模型檔的導入040
2.2.3定義板料零件“BLANK”040
2.2.4定義凹模零件“DIE”044
2.2.5定義凸模零件“PUNCH”046
2.2.6定義壓邊圈零件“BINDER”048
2.2.7工模具初始定位設置050
2.2.8工模具拉深工藝參數設置050
2.2.9Control功能表控制說明052
2.2.10DYNAFORM6.0基本演算法簡介052
2.2.11工模具偏置類型053
2.2.12工模具運動規律的動畫類比演示054
2.2.13提交LS-DYNA進行求解計算055
2.3利用eta/post進行後處理分析056
2.3.1觀察矩形件成形的變形過程056
2.3.2觀察矩形件成形的成形極限圖及厚度分佈雲圖057
2.3.3觀察矩形件成形的不同區域的主應變058
2.4典型矩形件拉深成形工藝參數多目標優化059
2.4.1典型矩形件工藝特點分析059
2.4.2正交試驗方案優化設計060
2.4.3正交試驗結果分析062
2.4.4工藝參數優化063
2.4.5基於層次分析法的灰色系統理論分析065
2.4.6數值模擬驗證066

第3章汽車油底殼零件拉深成形模擬試驗及分析067
3.1油底殼零件特性分析及工藝簡介067
3.2油底殼零件模擬試驗及結果分析068
3.2.1新建項目068
3.2.2模型檔的導入069
3.2.3創建板料輪廓線070
3.2.4定義板料“Blank”072
3.2.5定義凸模“punch”074
3.2.6定義壓邊圈“binder”076
3.2.7定義凹模“die”076
3.2.8工模具拉深工藝參數設置077
3.2.9工模具運動規律的動畫模擬078
3.2.10提交LS-DYNA進行求解計算079
3.2.11利用eat/post進行後處理分析080
3.3油底殼零件模擬優化試驗及結果分析080
3.3.1板料形狀優化模擬試驗及結果分析080
3.3.2壓邊力優化模擬試驗及結果分析082

第4章典型煤氣罩殼體零件衝壓模擬試驗及分析083
4.1典型家用電器零件特性分析及工藝簡介083
4.2煤氣灶外殼零件模擬試驗及結果分析084
4.2.1新建項目084
4.2.2模型檔的導入085
4.2.3定義板料“Blank”086
4.2.4定義凹模“die01”087
4.2.5定義凹模“die02”089
4.2.6定義凸模零件“punch”092
4.2.7定義壓邊圈零件“binder”094
4.2.8工模具拉深工藝參數設置096
4.2.9工模具運動規律的動畫類比演示097
4.2.10提交LS-DYNA進行求解計算098
4.3後處理分析098
4.3.1觀察成形零件的變形過程098
4.3.2觀察成形零件的成形極限圖及厚度分佈雲圖098
4.4煤氣灶殼體零件模擬優化100

第5章汽車後行李廂蓋板衝壓成形模擬及分析103
5.1汽車後行李廂蓋板零件特性及工藝簡介103
5.2車用後行李廂蓋板零件模擬試驗自動設置104
5.2.1新建項目104
5.2.2導入模型檔105
5.2.3定義板料零件“blank”106
5.2.4定義凹模零件“die”110
5.2.5定義壓邊圈零件“binder”113
5.2.6定義凸模零件“punch”115
5.2.7定義拉延筋零件“Drawbead”118
5.2.8工模具初始定位設置119
5.2.9工模具拉深工藝參數設置120
5.2.10工模具運動規律的動畫類比演示121
5.2.11提交LS-DYNA進行求解計算122
5.3後處理分析123
5.3.1觀察成形零件的變形過程123
5.3.2觀察成形零件的成形極限圖及厚度分佈雲圖123
5.4車用後行李廂蓋板零件模擬優化125
5.4.1材料的選取對模擬試驗結果的影響126
5.4.2回應面模型的試驗方案設計128
5.4.3二階回應面模型的建立129
5.4.4模型的分析130
5.4.5模型的優化試驗驗證132

第6章汽車C柱零件彎曲成形模擬試驗及分析134
6.1汽車C柱零件特性分析及工藝簡介134
6.2汽車C柱零件彎曲成形模擬試驗135
6.2.1初始設置135
6.2.2導入曲面模型136
6.2.3板料成形設置137
6.2.4定義板料零件137
6.2.5定義凹模零件141
6.2.6定義凸模零件143
6.2.7定義上壓邊零件146
6.2.8定義左、右壓邊零件149
6.2.9設置工步及成形控制153
6.2.10設置時間步長155
6.2.11提交求解器運算155
6.3成形結果分析及優化158
6.3.1成形結果分析158
6.3.2衝壓速度分析159
6.3.3優化試驗及結果分析160

第7章典型圓筒件多工序衝壓成形模擬及分析161
7.1圓筒件零件特性分析及工藝簡介161
7.1.1圓筒件零件特性分析161
7.1.2圓筒件多工序拉深工藝計算162
7.2圓筒件零件模擬試驗及結果分析165
7.2.1導入模型165
7.2.2定義板料“Blank”166
7.2.3第一次拉深成形167
7.2.4第一次無壓邊拉深成形171
7.2.5第二次無壓邊拉深成形173
7.2.6切邊176
7.2.7工模具定位設置176
7.2.8工模具運動規律的動畫類比演示179
7.2.9提交LS-DYNA進行求解計算180
7.3利用eta/post進行後處理分析181
7.3.1觀察成形零件的變形過程181
7.3.2觀察成形零件的成形極限圖及厚度分佈雲圖181
7.4圓筒件模擬優化試驗及結果分析183
7.4.1圓筒件成形過程摩擦係數優化183
7.4.2圓筒件拉深壓邊力參數優化184

第8章車用厚板梁衝壓成形模擬試驗及優化186
8.1車用厚板梁零件特性及成形工藝簡介186
8.1.1車用厚板梁零件分析186
8.1.2彎曲成形工藝簡介187
8.1.3回彈187
8.2車用厚板梁零件模擬試驗及結果分析188
8.2.1初始設置188
8.2.2定義板料零件190
8.2.3定義工模具及運動194
8.2.4模擬結果分析199
8.3車用厚板梁零件模擬優化試驗及結果分析201
8.3.1優化模具結構及初始設置201
8.3.2重新定義板料及凸、凹模203
8.3.3定義pad零件204
8.3.4成形控制設置207
8.3.5提交求解器求解及後處理209
8.3.6回彈設置210
8.3.7優化後回彈結果分析213
8.3.8體單元214

第9章電機蓋板件多工序衝壓成形模擬試驗及分析216
9.1電機蓋板件特性分析及工藝簡介216
9.2電機蓋板件拉深模擬試驗及結果分析217
9.2.1新建項目217
9.2.2導入模型檔218
9.2.3定義板料“Blank”218
9.2.4定義凹模零件“die”220
9.2.5定義凸模零件“punch”222
9.2.6定義壓邊圈零件“binder”224
9.2.7工模具拉深工藝參數設置225
9.2.8控制參數設置226
9.2.9工模具運動的動畫類比演示227
9.2.10提交LS-DYNA進行求解計算227
9.2.11後處理分析228
9.3電機蓋板件模擬優化試驗及結果分析230
9.3.1電機蓋板拉深筋優化230
9.3.2正交試驗優化233
9.4電機蓋板件修邊模擬試驗及結果分析235
9.4.1電機蓋板修邊模擬流程235
9.4.2電機蓋板修邊模擬結果分析240
9.5電機蓋板件回彈模擬優化試驗及結果分析240
9.5.1DYNAFORM軟體中常用的回彈分析方法241
9.5.2電機蓋板回彈模擬流程241
9.5.3電機蓋板回彈模擬結果分析245
參考文獻246