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DYNAFORM
DYNAFORM
eta/DYNAFORM是一款為沖壓產品及模具開發提供CAE整體解決方案技術的軟件。DYNAFORM是為企業在沖壓和鈑金成形中,提供整體解決方案的軟件。它是以下幾大功能模塊:
1.BSE(Blank Size Engineering)板料尺寸工程
2.FS(Formability Simulation)成形仿真
3.Springback and Springback Compesation回彈及回彈補償
4.Blank and Trim Line Development板料尺寸、切邊線優化
5.Tube Forming 管成形:彎管及液壓脹型
6.Volume Forming 體積成形
7.Hot Forming 熱成形
8.DSA(Die System Analysis)沖模系統分析
DYNAFORM成形仿真可以精確分析各種復雜的沖壓工藝。可以精確預測起皺,開裂,回彈,應力問題,表面缺陷,壓邊力,壓機噸位等等。
準確預測起皺:
準確預測開裂:
優化工藝方案:
表面缺陷預測:
成形仿真的功能特色:
1)參數化幾何拉延筋,等效筋自動轉成真實筋
我們可以把CAE模型中的等效拉延筋參數化,使其變成有實體形狀的拉延筋。實體筋的網格信息可以用來做仿真;用戶可以把實體拉延筋直接導出到CAD軟件(catia,UG等)中。作為NC編程的依據。
采用真實筋仿真和實際成型狀態更加吻合,為回彈預測和回彈補償提供可靠保證。
2)豐富的材料庫
eta/DYNAFORM提供日本,歐洲,美國材料庫。提供寶鋼9大類板料的全部牌號的材料參數。
材料庫中包含詳細的參數:應力應變曲線,FLC等。
3)豐富的材料模型
DYNAFORM隨著新材料新工藝的引入,不斷增加更加精確的材料本夠。
研究發現Bauschinger效應對于超高強鋼板例如DP鋼和TRIP鋼的成型以及回彈有重大的影響,精確的材料屈服軌跡結合非線性等向-隨動強化法則的材料模型可以大大提高成型以及回彈預測的精度。如圖所示,利用DYNAFORM計算DP600的回彈,分別采用等向強化與等向-隨動強化材料模型,對比可以發現采用等向-隨動強化材料模型之后回彈量大了很多。
4)全工序仿真分析
在確保工藝穩定之后可以進行全工序模擬,全工序模擬力求最大限度地重現現場沖壓過程,通過分析判斷制件回彈的原因,確定補償的工藝,對各序模具進行補償之后在進行新一輪的全工序模擬,如此循環直至制件合格。
5) 提供各種豐富的工具來快速,便捷,準確的分析和判斷仿真結果
流入分析:
支持傳統的FLD和EFLD以及客戶實測的FLC曲線
坯料尺寸工程的主要功能特色:
1.BSE支持的CAD數據接口如下:
CAD接口,IGES、VDA、STEP、DXF、STL格式
CAD Translator, 直接讀寫UG NX, CATIA,ProE, Solid Works的零件
提供的曲線曲面創建和編輯功能
2. BSE一模兩件展料:調整沖壓方向,間隙填充
3.BSE拼焊板展料:
4.反求三維切邊線:
eta/DYNAFORM能直接將復雜的零件展開到拉延后的曲面上,從而得到曲面的修邊線。省去用戶在CAD軟件里計算修邊線的過程,從而大大提高了工程師的效率。
5.根據排樣材料利用率關鍵點,調整坯料尺寸,反算3D尺寸邊界線。為產品分塊評估,提高材料利用率提供依據。
6.BSE自動成形性報告
7.BSE支持成形排樣、拉延排樣、混合排樣
成形排樣:
拉延排樣:
可以手動拖拽調整排樣結果:旋轉、調整料寬和步距
混合排樣:
拼焊板排樣:
8.BSE沖壓方向調整,自動手動,方便快捷,支持單件,一模兩件,各種沖壓工藝工況。
9.可以批量進行快速成形性分析,批量坯料展開,批量排樣
eta/DYNAFORM提供沖成形分析,到回彈分析,到回彈補償完整的解決方案。不僅以分析復雜沖壓類型見長,而且在業界更以仿真(成形,回彈及回彈補償)精度高而聞名全球。
在產品開發和模具開發的早起階段,回彈分析為產品設計提供依據,如下例:
準確的回彈分析為后期的產品及模具開發,提供補償依據。尤其是高強度鋼,準確的回彈分析更加重要。產品回彈較大的情況下,靠模具工藝及結構已經很難生產出滿足需求的產品,所以目前回彈補償已經是模具開發中必不可少的手段。
回彈分析及回彈補償案例:
回彈補償前回彈量 回彈補償云圖 回彈補償后回彈量
采用迭代的方法進行板料尺寸線優化。在迭代的過程中自動修正原始坯料以獲得準確的產品形狀,產品形狀最終和目標切邊線匹配。如下例:
還可以優化多工步且邊線:
DYNAFORM可以仿真模擬數控彎管及管成形。
在數控彎管模擬的時候,可以自動計算管的中心線;根據彎管后的形狀自動生產彎管工藝過程;可以自動生成彎管工藝所需的工具。彎管仿真界面,以及工具參數化如下圖:
管成形仿真案例:
1.DSI模具結構分析:
能夠將沖壓力映射到模具上對模具的結構進行受力,強度,疲勞分析,從而優化模具結構。
2.SSR廢料滑落分析
3.SMHT生產線和坯料搬運模擬:
能夠對整個生產線進行模擬,也可以模擬零件在機械手的作用下的變形。
為了提高汽車的安全性能以及減重等要求,越來越多的車型采用更多的熱成形零件來解決這個問題。eta/DYNAFORM可以準確分析熱成形過程中問題。
eta/DYNAFORM提供熱成形模塊,如下圖:
熱成形分析中可以仿真目前先進的熱沖壓工藝,包括:補丁熱沖壓(patch),拼焊熱沖壓,不等厚熱沖壓等。如下例為補丁熱沖壓的分析結果:
熱沖壓分析可以準確仿真熱沖壓過程中的起皺,開裂,減薄等問題。
常見的有高強鋼板的負間隙翻邊,或者小圓角成型,或者厚板成形等都不適合一般沖壓過程的模擬采用的shell單元進行仿真,這種情況下的成型預測尤其是回彈的精度會受到嚴重影響。
需要嘗試新的單元類型或新的單元算法,例如solid單元或者考慮法向應力導致材料減薄的thickness stretch shell單元。DYNAFORM可以很好的支持體積單元的仿真分析。
采用體積單元的厚板成形結及回彈果:
注:仿真分析結果顯示:彈簧托板D值為:112.854,端部開口寬度為482.8,
中部開口為426.4mm;現場測試:端部開口為484mm,中部開口424mm,D值為112mm。
不僅支持采用體積單元仿真板料成形,同時也支持用體積單元仿真管成形。
在現在汽車設計中,多采用同步工程,及產品設計初期就考慮到產品的成形性,工藝性等因素。除了經驗以外,利用工具已經是產品設計階段評估產品成形性的最主要手段。對不合理的產品設計,及時提出設計變更。同時分析的結果可以作為模具工藝的參照模塊使快速設計工藝模面(作為研究產品成形性的依據)成為現實。提供在汽車沖壓SE中得到廣泛認同。在沖壓模具外包期間,考慮材料成本,模具報價等的模塊提供了極大方便。
引入DYNAFORM的同步工程,開發周期縮短30%
幫助模具廠確定工藝方案,分析在開模中可能出現的問題:起皺,開裂,減薄,表面質量等缺陷。及時調整工藝方案及工藝數模。確定在加工過程中的工藝參數:設備噸位,潤滑條件,壓邊條件等。模具結構合理性,及模具疲勞分析等。因為DYNAFORM的精確求解結果,是目前為止優秀的試模工具。引入DYNAFORM,模具調試時間降低70%以上。一些成熟用戶,甚至無需模具調試,即可以開模。
引入DYNAFORM的模具設計及調試
DYNAFORM在鋼鐵行業中的應用主要有三個方面:系統中的材料本構等分析能力,提供了研究材料各種性能參數在成形中的作用,同時對研究改進已有材料,研發滿足新要求的新材料提供平臺;協助材料使用者一起分析材料在不同產品形狀及成形工藝下的成形能力。在產品設計階段,確認產品的材料等級;根據試驗,建立完整的材料庫。
鋼在兩種溫度下的硬化 不同初始塑性應變的相變誘發
DYNAOFRM在家電行業,如廚具,空調,冰箱,電視機等領域得到廣泛應用。從產品坯料的排樣,到成形性及回彈分析。如何確定廚具中的深筒拉延工步,大平面產品的不平度等,復雜產品形狀的展料及排樣。
小家電坯料展開 廚具多工步深拉延
空調外殼成形分析(起皺)
電子產品如手機,電腦外殼等為鈑金產品。產品的特點是零件小,但是要求精度比較高。產品除了要滿足不起皺,不開裂等基本條件外,對尺寸精度和表面質量要求比較高。
航空航天中的板料件,大多是大型面。采用的成形方式大多是特種成形,如橡皮囊成形,拉彎成形,蒙皮拉深成形。DYNAFORM強大的求解器,方便多樣化的建模方式,使得系統在波音等公司得到成功應用。
橡皮囊成形
項目名稱:某汽車橫梁回彈分析
應用行業:汽車
寶鋼用DYNAFORM進行的某汽車橫梁的回彈分析(仿真和真實結果比較),寶鋼技術中心人員認為,用DYNFORM可以準確預測回彈性狀以及回彈量,從而給回彈補償提供依據,提高高強度鋼等產品設計及工藝的可行性。
項目名稱:汽車某零件的成形性分析
應用行業:汽車
臺灣某模具廠模擬某汽車地板零件,圖中給出的是仿真和實際的對比,六豐模具的人認為,采用DYNAFORM技術可以有效的預測成性中的缺陷,提高模具開發質量,降低模具開發周期。
項目名稱:某家電零件的成性及工藝性分析
應用行業:家電
采用DYNAFORM進行的CAE分析案例,經過仿真,可以準確預測成形缺陷:開裂。
項目名稱:表面質量分析及檢查
應用行業:汽車
美國DCX利用ETA提供CAE分析及檢測技術,檢查到成形后車門表面缺陷(仿真檢測和實際檢測結果)。美國DCX相關工程技術人員認為,利用ETA提供的仿真技術可以有效地分析出產品的表面缺陷,并有先進的手段檢測出缺陷。提高產品質量,降低檢測時間。