板料数控渐进成形技术 教学课件 作者 高锦张 第5章　板料数控渐进成形的.pptx

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1、第5章　板料数控渐进成形的5.1　有限元模拟技术发展概述5.2　板料成形有限元模拟技术5.3　板料数控渐进成形有限元模拟5.4　有限元模拟技术应用实例5.5　ANSYS/LS-DYNA的K文件5.6　材料力学性能参数的测定实例5.1　有限元模拟技术发展概述目前，CAE技术已广泛地应用于核工业、铁路、石油化工、机械制造、汽车交通、电子、土木工程、生物医学、轻工等工业和科学技术领域。采用CAE技术极大地缩短了产品的研发周期，减少了开发费用，且有利于通过优化设计等手段开发出性能更加优越的产品。以国外轿车产品设计为例，以前通过经验设计需要制造200多

2、辆样车才能完成轿车的安全碰撞设计，现在只需80辆就足够了，因为大部分的设计内容都是通过CAE技术在计算机中模拟实现的，这样就可以节约2/3的资金和大量的研制时间。5.1.1　有限元理论发展历史简述5.1.2　有限元软件发展历史简述5.1.1　有限元理论发展历史简述1960年前后，美国的R.W.Clough教授及我国的冯康教授分别在论文中独立地提出了“有限单元”这一词。1965年出版的“TheFiniteElementMethod”一书是关于有限元法的第一本教科书，作者为英国的Zikenkiewicz，他为建立有限元法的完备理论体系和计算方法做

3、出了重要贡献。1970年，Hibbitt、Marcal和Rice基于有限变形理论，应用增量法建立了全Lagrangian格式的大位移、大应变弹塑性有限元法。1974年，Mc.Meeking和Rice建立了更新的Lagrangian格式的大变形弹塑性有限元法。5.1.2　有限元软件发展历史简述伴随着有限元理论的发展，有限元软件也得到了很大的发展。经过了几十年的不断发展和完善，涌现出来了很多著名的通用有限元软件，如MARC，ANSYS，LS-DYNA，ABAQUS，ADINA，SAP等。这些软件都有着他们各自强大的功能，能够适应多种情况下的计算要

4、求。20世纪60年代，Ed.Wilson发布了有限元的第一个软件，不过并未命名。第一批关于非线性有限元方法的文章作者主要有Argyris(1965年)、Marcal和King(1967年)。不久之后，发表文章的数量激增，而且相关软件也随之诞生。20世纪80年代，DYNA首先被法国ESI公司商品化，并被命名为PAMCRASH。它与WHAMS有许多相关的子软件。5.2　板料成形有限元模拟技术5.2.1　板料成形有限元模拟发展概述5.2.2　板料成形主要有限元软件简介5.2.3　板料成形模拟关键技术5.2.4　板料成形有限元技术解决的主要问题5.2

5、.1　板料成形有限元模拟发展概述1973年，S.Kobayashi提出刚塑性有限元法，并把这一方法用于分析冲压成形的问题，这是第一次使用有限元方法来模拟冲压成形过程。随后，Iseki用弹塑性增量型有限元法模拟了液压胀形过程。1977年，在美国通用汽车公司召开的一个关于板料成形过程力学分析的研讨会上，S.Kobayashi用刚塑性有限元法模拟了板料液压胀形和半球形凸模作用下的拉深成形过程。5.2.2　板料成形主要有限元软件简介1.AutoForm2.Dynaform3.PAMSTAMP2G4.ANSYS5.ABAQUS1.AutoFormAut

6、oForm原来由瑞士联邦工学院开发，之后又成立了AutoFormEngineering公司。它是一款采用静态隐式求解及全Lagrangian格式的弹塑性有限元软件，主要有一步法、增量法、模面设计、液压成形仿真、优化设计、修边线反算、工序安排、报价及后处理等模块。AutoForm可以自动生成和交互修改压料面、工艺补充、拉深肋和板料形状等；完成重力、合拢、拉深、修边、整形翻边和回弹计算，并可以通过回弹结果进行回弹补偿计算；其增量法求解模块可比较准确地模拟冲压成形过程；一步法模块可快速得到近似的成形模拟结果，并可预测板料的形状。2.Dynaform

7、Dynaform是由美国ETA(EngineeringTechnologyAssociatesInc.)公司和LSTC公司联合开发的用于板料成形数值模拟的专用软件，集成了Dynaform本身强大的前处理功能和ETA-Post的后处理软件，以及LSTC公司开发的有限元动力显式求解器960、970和971。Dynaform前处理功能具有强大的处理能力，能够读入大部分的图形文件格式，如IGES以及UG、Pro/E、CATIA等主流软件的CAD文件。3.PAMSTAMP2G1)PAM-AUTOSTAMP模块采用动力显式格式，为用户提供能在实际条件下，

8、如在考虑重力影响、压料、多步成形、深拉深、切边、翻边和回弹等复杂情况下可视化的冲压模拟，能够提供比较精确的成形结果，在公差范围内对模具进行全面的质量控制，解决高成本