DYNAFORM基于LS-DYNA的板料成形仿真软件介绍

ETA公司---EngineeringTechnologyAssociates,Inc.•成立于1983•Offices:–总部:Troy,MichiganUSA•全球分销网络•全球200多员工•WebSites软件•eta/DYNAFORM(PC和UNIX/Linux)–钣金成形仿真软件（求解器为LS-DYNA）•eta/VirtualProvingGround–基于LS-DYNA的汽车整车仿真软件碰撞与安全、耐用性、NVH、车辆动力学、汽车操作性能、虚拟路面测试（VirtualProvingGround）•eta/FEMB–通用CAE前后处理器•LS-DYNA/PC–基于FEMB-PC的LS-DYNATableofContents•ETA/DYNAOFRM简介•ETA/DYNAFORM开发动机和目标•DYNAFORM工业应用及解决问题•DYNAFORM模拟过程和技术特点•DYNAFORM应用实例•DYNAFOORM5.0ReleaseHighLights–DFE–QuickSetup•开发计划•Conclusionseta/DYNAFORM-钣金仿真技术发展历史1983年：为Ford开发MATLFRM1986年：为Chrysler开发CFORM1993年：用LS/DYNA3D进行拉延仿真1994年：用LS/NIKE3D进行回弹的仿真1995年：eta/DYNAFORM1.01997年：eta/DYNAFORM2.01998年：eta/DYNAFORM2.11999年二季度：eta/DYNAFORM3.01999年三季度：DYNAFORM-PC2000年一季度：eta/DYNAFORM3.12000年四季度：eta/DYNAFORM3.22001年二季度：eta/DYNAFORM3.32002年第四季度:eta/DYNAFORMPC2.1(带有QS)2003年第一季度:eta/DYNAFORM4.2(UNIX)2003年第三季度:eta/DYNAFORM5.0(统一的PC和工作站)DYNAFORM开发动机---成形能力分析缩短产品的开发周期，降低开发成本的需要尽可能利用CAE软件取代实际试模解决模具设计中的问题起皱拉裂回弹压痕压力机吨位预测………..DYNAFORM开发动机---DFE应用整车的产品设计者用DYNAFORM做模面工程(DFE)应用产品设计-产品形状可能性分析在工具设计以前确认成形可能性根据成形可能性的确认,使工/模具厂能够快速建立工具设计概念压料面设计(Binder)工艺补充面设计(Addendum)拉延筋布置(DrawBead)建立加工过程(ToolingProcesses)估算坯料尺寸和加工成本开发目标•1st-分析结果准确–IncrementalSolutions•2nd-在同一个软件里包含所有必需的功能–Includesastreamlinedpre/post-processor–Dualsolver,explicitandimplicit,seamlessswitch–DFE(DieFaceEngineering)–DSA(DieStructureAnalysis)•3rd-软件的操作做到自动化–QuickSetupDYNAFORM解决方案–模面工程(DFE)从产品设计到冲压零件ProductDesignReverseTrimmingTiptoStampingPositionBinderGenerationAddendumCalculationAddendumGenerationDYNAFORM解决方案---成形仿真产品设计到冲压零件DrawBinderWrapTrimmingFlangingSpringbackDYNAFORM工业应用及解决问题•冲压工艺设计•模具设计•冲压设备选择•成型缺陷预测与消除•指导产品设计•起皱•拉裂•压边力•润滑方案•成形力•模具磨损•毛坯尺寸•回弹•压延筋布置钣金成形仿真应用重力加载(GravityLoading)预压边(BinderWrap)拉延(Drawing)切边(Trimming)多工步(Multiple-Stage)回弹(Springback)液压成形(Hydroforming)拉延筋设计(Drawbead)FirstDrawTrimtheblankRedrawFinalblankshapeMultipleStageTooling起皱的预测与消除•起皱的原因是切向压应力超过板料的临界压应力•传统的解析方法不可能精确地计算出板料的切向压应力及临界切向压应力,所以不可能准确预测起皱拉裂的预测与消除•对于复杂零件只能通过经验或类似零件的现有工艺资料•试模、修模•成形极限图的应用必须精确地计算零件的应变分布情况FormingLimitDiagram回弹量的计算•双求解器（显式/隐式）无缝转换–成形过程用显式算法，不存在收敛性问题–板料卸载(回弹)过程用隐式算法确定压边力5kN10kN50kN成形力的确定TimeNewton原始坯料计算DYNAFORM模拟过程•前处理–用于建立有限元模型–优秀的网格划分工具–自动化•求解器LS-DYNA–增量算法–显示/隐式求解–精确•后处理–读入结果•回弹•FLD•变形•Etc.DYNAFORMSimulationProcedure•读入数模(IGES,VAD,CATIA,UG文件)•模具网格划分(ToolMesher)•由凹模网格得到凸模、压边圈网格•定义拉延筋模型•板料网格划分和定义材料参数•模具定位•定义模具运动及压边力.•定义分析参数•进行计算•后处理分析SimulationProcedure•ReadinGeometryDYNAFORMInterfaceFileTypes•IGESandVDA•Autocad(*.dxf).•Stereolithograph(*.stl)•UGPart(*.prt)(ForSUNsystem)•CATIA4(*.model)•CATIA5(*.CATpart)•STEP(*stp)•ACIS(*.sat)ImportUGPartFile•ImportUGPartfile,usingUGnativelibrary–UserSelectCategoryandLayer•RequireUGLicenseUGPartFileExportUGPartFile•ExportUGPartfile–Like-to-LikeQualityNURBSSurfaceUGPrtFileCADInterfaces“NoDataLoss”•UsingNativeLibrary-NoDataLossthroughTranslationFILENAMECADfilesize#surfacesSATfilesize#surfaces1LINfilesize#surfaces2IGESfilesize#surfaces3DCX055.model11,395,120Entities166717,161,755Entities166711,804,595Entities166711,969,704Entities1667SATLINIGESGeometryCleanUpFeature自动填补几何面上的孔功能位置:Pre-processor/Surface/RemoveHole)SimulationProcedure•Generatemeshfromprovidedlinesandsurfaces–RobustAutomesherIGESfileElementmeshDYNAFORMFeatures•强大的模具网格自动生成器，网格质量高，解决有限元分析“瓶颈”，被世界主要汽车厂家用于覆盖件成形分析。•用最少的单元，最大程度地逼近模具的型面•面与面之间的间隙和重叠,自动修复网格自动修补AutoRepair-mergegaps&overlappingbetweenSurfacesTypicalHoodSurfaceSurfaceDefects-间隙重叠Zonein-Surface网格自动修补MeshAutoRepair-mergegaps&overlappingbetweenSurfacesAutoRepairedHoodMeshAutoRepairedMesh-间隙重叠Zonein-MeshSupplementaltoAUTOFORM&PAM/Stamp•DYNAFORM’sToolMesherhasbeenlicensedandusedbyPAM/StampandOptrisbasedusers•ManyAUTOFORMusersinJapan&KoreaalsolicensedDYNAFORMtoconfirmcriticalpanels–AUTOFORMMeshRepairFunctionmakeitsuitableforDYNAFORMformabilitystudyCombinetrianglemeshtoquadraticmeshFunctionLocation:preprocessor/element/meshrepairTypicalAutoFormMeshRepairedMeshToolMeshFunctions负角检查功能锁模(负角)检查功能位置:Pre-processor/Modelcheck/DieLockcheck)显示负角SimulationProcedure•CreateMatingParts-Punch–Quickcreationofmatingtoolmeshesbycopyingandoffsettingelementsintheirnormaldirections.OriginalPartOffsetPartSimulationProcedure•DefineDrawbead(s)–AnalyticalDrawbead•Quicklyandeasilydefinedaspointsandlines•Radiusaroundline•ConvenientlyModified–AutomaticdrawbeadforcepredictionprovidedSimulationProcedure•划分板料单元和定义材料属性.–初始坯料尺寸估算(BSE)•Onestepcode–自动的板料网格计算和生成器•生成均匀网格•自动计算板料网格尺寸–材料库:•Steel-Stainless,CRDQ,DRDQ,•Aluminum•Alloyseta/DYNAFORM材料库嵌入的材料库用户可建立自己的材料库提供用户自定义材料库:ISO,JID,Kawasaki,NipponSteel,BaoSteelSimulationProcedure•Auto-positiontools–DefineTools-Punch,Die,Binder,Blank–AutomaticallyPositioned–Toolanimation-checkstoolingsetupLowerBinderDieBlankPunchDrawBeadsInvertedDrawDefineFormingParameters.ToolMotionCurvesMaterialStress/StrainCurvesGraphicallyvisualize.SimulationProcedureSimulationProcedure•Command:Analysis/RunAnalysis•Senseswitch(controlCplus)–SW1:stopthesimulation–SW2:refreshscreendisplay–SW3:writeoutd3dumpfile–SW4:writeoutd3plotfile•DYNAFORM’ssolver,LS-DYNA,isthemo