汽車行業(yè)中的板材沖壓Autoform計算機仿真

2017-01-04 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

前言
沖壓成形是一種歷史悠久的金屬加工工藝,隨著工業(yè)水平的不斷進步,沖壓技術(shù)和設(shè)備日益完善,已在汽車、航空、模具等行業(yè)沖壓加工占據(jù)著重要的地位。
眾所周知,汽車大部分構(gòu)件都是薄板沖壓件,國外各大汽車廠商很早就開始采用計算機仿真技術(shù)用于指導(dǎo)產(chǎn)品的設(shè)計和制造。沖壓數(shù)值仿真的發(fā)展主要依賴于各種板成形軟件的涌現(xiàn)和進步,這些CAE 軟件大多可以利用CAD 生成的模型進行設(shè)計和工藝過程仿真,為新產(chǎn)品的開發(fā)提供參考依據(jù)。
DYNAFROM 軟件特點
DYNAFROM 集聚了美國三大汽車公司二十余年積累的豐富板成形仿真工程經(jīng)驗,在程序中固化了大量經(jīng)試驗驗證的專家經(jīng)驗,對于不同成形工藝給出了最優(yōu)的仿真參數(shù)如:質(zhì)量比例參數(shù)、速度和阻尼系數(shù)等,大大降低對使用者的要求,成為模具及工藝設(shè)計人員的工具。其主要組成模塊如下:
· 前后處理模塊(Pre /Post)。
· 仿真工程模塊(FS)
· 模面工程模塊(DFE)
· 板料尺寸工程(BSE)
· 精確求解器模塊(LS-DYNA)
DYNAFROM 作為專業(yè)板成形軟件,致力于解決最復(fù)雜板成形工藝,廣泛應(yīng)用于世界各大汽車公司、模具廠和高校以及研究機構(gòu)。由于DYNAFORM 在現(xiàn)有板成形分析軟件原有的顯式基礎(chǔ)上增加了隱式分析功能,可以實現(xiàn)板成形從沖壓到回彈的完整工藝過程模擬,顯隱式分析做到無縫轉(zhuǎn)換,從而令板成形仿真更為便捷和高效。目前在國內(nèi)長安汽車、南京汽車、上海寶鋼、中國一汽、上海匯眾汽車公司、洛陽一拖等知名企業(yè)得到成功應(yīng)用。
DYNAFORM 應(yīng)用實例
汽車設(shè)計的瓶頸是車身覆蓋件模具設(shè)計與制造周期,所關(guān)心的主要問題是由拉裂、減薄、環(huán)狀滑移線、起皺與回彈引起的工件缺陷。汽車裝配質(zhì)量差的主要表現(xiàn)是車輛整體幾何形狀不精確協(xié)調(diào)。
仿真軟件的應(yīng)用大大減少了試模的次數(shù)。奔馳公司采用前每套模具大致需試模3~4 次,采用DYNAFORM 后僅1~2 次就足以防止起皺和破裂。豐田汽車在引入DYNAFROM 后減少了模具設(shè)計和制造過程中46%的試驗工作。
下面簡單列舉兩個國內(nèi)汽車企業(yè)利用DYNAFORM 進行工藝優(yōu)化的工程案例:
· 案例1-國內(nèi)某整車廠某車型前底板成形工藝優(yōu)化
該零件采用原始工藝加工時,在成形過程中經(jīng)常出現(xiàn)起皺、疊料及開裂問題,造成廢品率居高不下,嚴(yán)重影響了生產(chǎn)進度,增加了產(chǎn)品成本。
以下四個圖例顯示的是該零件原始工藝過程不同階段仿真變形特點:

汽車行業(yè)中的板材沖壓Autoform計算機仿真autoform鈑金分析圖片1

圖1、第一階段成形

汽車行業(yè)中的板材沖壓Autoform計算機仿真autoform鈑金分析圖片2

圖2、第二階段成形

汽車行業(yè)中的板材沖壓Autoform計算機仿真autoform培訓(xùn)的效果圖片3

圖3、第三階段成形

汽車行業(yè)中的板材沖壓Autoform計算機仿真autoform培訓(xùn)的效果圖片4

圖4、第四階段成形

針對該零件在成形過程中產(chǎn)生的上述缺陷,該廠模具工程師利用DYNAFROM 從以下方面去進行了方案改進及模擬仿真:

·調(diào)整拉延筋形狀和鎖模力解決局部裂紋
·調(diào)整坯料尺寸、增加材料的支撐、減小材料拉出延遲來解決起皺和疊料
·增加整形工序(如成形時增加角度和圓弧)徹底解決開裂問題

通過采用上述措施進行模擬優(yōu)化,最終獲得了滿足設(shè)計要求的產(chǎn)品。如下所示。