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1、基于KMAS的国际板成形Benchmark试验研究*闫康康,郭威,申国哲,胡平1吉林大学车身与模具工程研究所,汽车动态模拟国家重点实验室,长春,130025摘要:通过运用自主开发的商品化冲压成形CAE软件KMAS(King-meshAnalysisSystem)对国际板成形会议(NUMISHEET2002)上提出的若干Benchmark试验数据进行计算机仿真,把模拟结果与实验值及其他软件模拟结果进行对比。对在不同冲压工艺下,KMAS对板材的各向异性凸缘制耳、起皱、接触状况、回弹的模拟精度做出评估,验证KMAS的动力半显式算法和回弹显式卸载算法的正
2、确性。关键词:板材成形数值模拟;KMAS软件;NUMISHEET2002;Bechmark试验中图分类号:TG385ResearchaboutInternationalBenchmarkTestofSheetMetalFormingBasedonCAESoftwareKMASYanKangkang1,GuoWei1,ShenGuozhe2,HuPing2(1.DepartmentofMaterialScienceandEngineeringofJilinUniversity,Changchun,130025;2.InstituteofAuto-b
3、odyandDieEngineeringofJilinUnversity,Changchun,130025)Abstract:TheBenchmarktestingproposedfromNUMISHEET2002aretakenbyusingindependentlydevelopedcommercialsoftwareKMAS(King-meshAnalysisSystem)forsheetmetalforming,whichisacommercialCAEsoftwareathome.Comparedexperimentalresultsw
4、iththeresultsobtainedbyotherCAEsoftware(suchasPAM-STAMP,DYNAFORMetc.),thesimulatedresultscomingfromKMASareshowntobewithveryhighsimulationaccuracy,especiallyforthesimulatedresultsinanisotropicofmaterial,wrinkling,contacttreatmentandspring-backanalysis,thevalidityofpresentdynam
5、icsemi-explicitalgorithmwithdynamicloadingandexplicitunloadingschemeforspring-backisprovedout.Keywords:Sheetmetalformingnumericalsimulation;KMASsoftware;NUMISHEET2002;Benchmarktesting;1.引言*国家杰出青年科学基金项目(10125208)和国家自然科学基金重点项目(19832020)的联合资助1*通讯联系人:胡平,吉林大学教授,男,pinghu@jlu.edu.cn
6、,联系电话:0431-5687162在汽车生产过程中,大多数结构件和覆盖件都是由板材冲压制造,而板材的成形性能和模具设计则是实现冲压工艺的关键,因而对板材的冲压成形分析(CAE)就显得至关重要。目前板材冲压成形CAE软件都以弹塑性大变形有限元技术为基础,并且已在国内外车身与模具设计中广泛应用[1]。KMAS(King-meshAnalysisSystem)是由吉林大学自主开发的商业化的三重非线性有限元专用分析软件,其CAE前处理数据准备更加简捷(与PAM-STAMP和DYNAFORM比较),回弹模拟的准确性在多数情况下高于国外同类CAE软件。本文
7、所研究的Benchmark是2002年在韩国举行的板材成形数值模拟会议(NUMISHEET)提出的标准试题,用于对全世界板成形CAE软件进行测试评估。NUMISHEET是国际上最著名的数值模拟会议之一,其Benchmark对于板材成形CAE软件的测试具有权威性[2],其测试结果是值得信赖和借鉴的。2.KMAS的基本理论KMAS由网格生成器(Mesher),前处理器(Top),求解器(Solver),后处理器(View)四部分组成。可对一般(一次)成形、多阶段成形、回弹变形过程进行仿真[1],成形方式包括工业常用的单动与双动压机两种。1432.1.
8、KMAS算法模型特点1.膜单元组弯曲理论,建立了金属薄板冲压过程的空间拟弯曲膜单元模型[3],有效地解决了“沙漏控制”问题,实例分析结果