金属冲压成形仿真及应用：基于DYNAFORM

内容简介

　　本书以板料冲压成形过程的有限元分析软件DYNAFORM 6.0 为平台，通过对软件基本功能的介绍，配以在汽车及家电制造领域的典型应用实例，由浅入深，对金属冲压成形从模型建立、网格划分、前处理、计算求解到后处理等过程进行详细介绍，不仅分析了实际零件的冲压成形过程、成形工艺步骤及如何进行工艺参数优化等工艺方案确定的方法，还对出现的成形缺陷提出改进措施。书中所介绍的板料冲压成形模拟实例均是作者多年研究成果的总结，以引导读者全面掌握并可以应用DYNAFORM6.0 软件解决板料冲压成形过程中的实际问题。本书可作为各大院校的专科、本科以及硕士研究生等材料科学与工程专业、机械设计等相关专业的教材或参考教材，也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DYNAFORM 6.0 软件的教程。

作者简介

　　龚红英，上海交通大学材料加工工程专业工学博士，上海工程技术大学材料工程学院教授、硕导，曾任上海市模具技术协会副理事长、中国机械工程学院塑性成形分会会员、中国锻压协会专家会员。长期从事塑性成形理论及技术领域教研工作，已编著出版专业教材6本，参与2项上海行业能耗标准制定及评审工作，主持及参与***、省部级项目近10项，主持和参与校企合作项目近20项。2020年所主持项目获得上海市科技进步三等奖1项，已发表SIC/EI论文20余篇，中文核心期刊40余篇，获得国家发明专利10余项，其中2项已做成果转化。孙后青，高级工程师，1997年7月毕业于华北工学院（现中北大学）机械电子工程专业，现在凌云工业股份有限公司从事汽车车身件、碰撞安全件设计，任凌云集团科技带头人。主持完成集团多项平台化产品设计，参与修订国家标准1项。王斌，上海工程技术大学硕士，美国ETA公司DYNAFORM产品经理，拥有10年冲压仿真经验，参与2本专业教材的编写工作，具有与各大主机厂、零件供应商、高校等百家行业/企业合作的经验。

图书目录

第1 章金属板料冲压成形仿真理论及关键技术 001
1．1 金属板料冲压成形仿真基本理论 001
1．1．1 有限元计算的要点和特点 001
1．1．2 有限元计算与冲压成形仿真 002
1．1．3 有限变形的应变张量 003
1．1．4 有限变形的应力张量 005
1．1．5 几何非线性有限元方程的建立 007
1．1．6 有限元求解算法 010
1．2 金属板料冲压成形仿真关键技术 012
1．2．1 金属板料成形仿真分析基本步骤 012
1．2．2 金属板料成形仿真分析流程 013
1．2．3 求解算法选择 013
1．2．4 材料各向异性屈服准则运用 017
1．2．5 单元类型选择 019
1．2．6 有限元网格划分 020
1．2．7 边界条件处理 021
1．2．8 提高仿真分析效率的方法 022
1．3 金属板料冲压成形仿真分析技术所能解决的主要问题 023
1．4 金属板料冲压成形仿真技术的发展趋势 025
1．5 金属板料成形仿真软件 —— DYNAFORM 6．0 简介 029
1．5．1 DYNAFORM 6．0 软件 029
1．5．2 DYNAFORM 6．0 基本模块 032
1．5．3 DYNAFORM 6．0 的主要功能模块 034
第2 章矩形件拉深成形仿真试验及优化分析 037
2．1 矩形件特性分析及工艺简介 037
2．2 矩形件仿真模拟自动设置 038
2．2．1 新建模型工程 038
2．2．2 模型文件的导入 040
2．2．3 定义板料零件“BLANK” 040
2．2．4 定义凹模零件“DIE” 044
2．2．5 定义凸模零件“PUNCH” 046
2．2．6 定义压边圈零件“BINDER” 048
2．2．7 工模具初始定位设置 050
2．2．8 工模具拉深工艺参数设置 050
2．2．9 Control 菜单控制说明 052
2．2．10 DYNAFORM 6．0 基本算法简介 052
2．2．11 工模具偏置类型 053
2．2．12 工模具运动规律的动画模拟演示 054
2．2．13 提交LS-DYNA 进行求解计算 055
2．3 利用eta/post 进行后处理分析 056
2．3．1 观察矩形件成形的变形过程 056
2．3．2 观察矩形件成形的成形极限图及厚度分布云图 057
2．3．3 观察矩形件成形的不同区域的主应变 058
2．4 典型矩形件拉深成形工艺参数多目标优化 059
2．4．1 典型矩形件工艺特点分析 059
2．4．2 正交试验方案优化设计 060
2．4．3 正交试验结果分析 062
2．4．4 工艺参数优化 063
2．4．5 基于层次分析法的灰色系统理论分析 065
2．4．6 数值模拟验证 066
第3 章汽车油底壳零件拉深成形仿真试验及分析 067
3．1 油底壳零件特性分析及工艺简介 067
3．2 油底壳零件仿真试验及结果分析 068
3．2．1 新建项目 068
3．2．2 模型文件的导入 069
3．2．3 创建板料轮廓线 070
3．2．4 定义板料“Blank” 072
3．2．5 定义凸模“punch” 074
3．2．6 定义压边圈“binder” 076
3．2．7 定义凹模“die” 076
3．2．8 工模具拉深工艺参数设置 077
3．2．9 工模具运动规律的动画模拟 078
3．2．10 提交LS-DYNA 进行求解计算 079
3．2．11 利用eat/post 进行后处理分析 080
3．3 油底壳零件仿真优化试验及结果分析 080
3．3．1 板料形状优化仿真试验及结果分析 080
3．3．2 压边力优化仿真试验及结果分析 082
第4 章典型煤气罩壳体零件冲压仿真试验及分析 083
4．1 典型家用电器零件特性分析及工艺简介 083
4．2 煤气灶外壳零件仿真试验及结果分析 084
4．2．1 新建项目 084
4．2．2 模型文件的导入 085
4．2．3 定义板料“Blank” 086
4．2．4 定义凹模 “die01” 087
4．2．5 定义凹模 “die02” 089
4．2．6 定义凸模零件“punch” 092
4．2．7 定义压边圈零件“binder” 094
4．2．8 工模具拉深工艺参数设置 096
4．2．9 工模具运动规律的动画模拟演示 097
4．2．10 提交LS-DYNA 进行求解计算 098
4．3 后处理分析 098
4．3．1 观察成形零件的变形过程 098
4．3．2 观察成形零件的成形极限图及厚度分布云图 098
4．4 煤气灶壳体零件仿真优化 100
第5 章汽车后行李厢盖板冲压成形仿真及分析 103
5．1 汽车后行李厢盖板零件特性及工艺简介 103
5．2 车用后行李厢盖板零件仿真试验自动设置 104
5．2．1 新建项目 104
5．2．2 导入模型文件 105
5．2．3 定义板料零件“blank” 106
5．2．4 定义凹模零件“die” 110
5．2．5 定义压边圈零件“binder” 113
5．2．6 定义凸模零件“punch” 115
5．2．7 定义拉延筋零件“Drawbead” 118
5．2．8 工模具初始定位设置 119
5．2．9 工模具拉深工艺参数设置 120
5．2．10 工模具运动规律的动画模拟演示 121
5．2．11 提交LS-DYNA 进行求解计算 122
5．3 后处理分析 123
5．3．1 观察成形零件的变形过程 123
5．3．2 观察成形零件的成形极限图及厚度分布云图 123
5．4 车用后行李厢盖板零件仿真优化 125
5．4．1 材料的选取对仿真试验结果的影响 126
5．4．2 响应面模型的试验方案设计 128
5．4．3 二阶响应面模型的建立 129
5．4．4 模型的分析 130
5．4．5 模型的优化试验验证 132
第6 章汽车C 柱零件弯曲成形仿真试验及分析 134
6．1 汽车C 柱零件特性分析及工艺简介 134
6．2 汽车C 柱零件弯曲成形仿真试验 135
6．2．1 初始设置 135
6．2．2 导入曲面模型 136
6．2．3 板料成形设置 137
6．2．4 定义板料零件 137
6．2．5 定义凹模零件 141
6．2．6 定义凸模零件 143
6．2．7 定义上压边零件 146
6．2．8 定义左、右压边零件 149
6．2．9 设置工步及成形控制 153
6．2．10 设置时间步长 155
6．2．11 提交求解器运算 155
6．3 成形结果分析及优化 158
6．3．1 成形结果分析 158
6．3．2 冲压速度分析 159
6．3．3 优化试验及结果分析 160
第7 章典型圆筒件多工序冲压成形仿真及分析 161
7．1 圆筒件零件特性分析及工艺简介 161
7．1．1 圆筒件零件特性分析 161
7．1．2 圆筒件多工序拉深工艺计算 162
7．2 圆筒件零件仿真试验及结果分析 165
7．2．1 导入模型 165
7．2．2 定义板料“Blank” 166
7．2．3 第一次拉深成形 167
7．2．4 第一次无压边拉深成形 171
7．2．5 第二次无压边拉深成形 173
7．2．6 切边 176
7．2．7 工模具定位设置 176
7．2．8 工模具运动规律的动画模拟演示 179
7．2．9 提交LS-DYNA 进行求解计算 180
7．3 利用eta/post 进行后处理分析 181
7．3．1 观察成形零件的变形过程 181
7．3．2 观察成形零件的成形极限图及厚度分布云图 181
7．4 圆筒件仿真优化试验及结果分析 183
7．4．1 圆筒件成形过程摩擦系数优化 183
7．4．2 圆筒件拉深压边力参数优化 184
第8 章车用厚板梁冲压成形仿真试验及优化 186
8．1 车用厚板梁零件特性及成形工艺简介 186
8．1．1 车用厚板梁零件分析 186
8．1．2 弯曲成形工艺简介 187
8．1．3 回弹 187
8．2 车用厚板梁零件仿真试验及结果分析 188
8．2．1 初始设置 188
8．2．2 定义板料零件 190
8．2．3 定义工模具及运动 194
8．2．4 模拟结果分析 199
8．3 车用厚板梁零件仿真优化试验及结果分析 201
8．3．1 优化模具结构及初始设置 201
8．3．2 重新定义板料及凸、凹模 203
8．3．3 定义pad 零件 204
8．3．4 成形控制设置 207
8．3．5 提交求解器求解及后处理 209
8．3．6 回弹设置 210
8．3．7 优化后回弹结果分析 213
8．3．8 体单元 214
第9 章电机盖板件多工序冲压成形仿真试验及分析 216
9．1 电机盖板件特性分析及工艺简介 216
9．2 电机盖板件拉深仿真试验及结果分析 217
9．2．1 新建项目 217
9．2．2 导入模型文件 218
9．2．3 定义板料“Blank” 218
9．2．4 定义凹模零件“die” 220
9．2．5 定义凸模零件“punch” 222
9．2．6 定义压边圈零件“binder” 224
9．2．7 工模具拉深工艺参数设置 225
9．2．8 控制参数设置 226
9．2．9 工模具运动的动画模拟演示 227
9．2．10 提交LS-DYNA 进行求解计算 227
9．2．11 后处理分析 228
9．3 电机盖板件仿真优化试验及结果分析 230
9．3．1 电机盖板拉深筋优化 230
9．3．2 正交试验优化 233
9．4 电机盖板件修边仿真试验及结果分析 235
9．4．1 电机盖板修边仿真流程 235
9．4．2 电机盖板修边仿真结果分析 240
9．5 电机盖板件回弹仿真优化试验及结果分析 240
9．5．1 DYNAFORM 软件中常用的回弹分析方法 241
9．5．2 电机盖板回弹仿真流程 241
9．5．3 电机盖板回弹仿真结果分析 245
参考文献 246