基于DynaForm的多工步回旋体冲压件2D截面分析

来源：e-works    特约撰稿人：王毅      
关键字：DynaForm  回转体结构  

对于回转体结构的多工步成型时，如果成型过程是变薄拉伸，可以适当使用2D截面分析，进行快速的方案验证以及迭代计算分析。

       作为业界标杆的通用非线性求解器，LS-DYNA在冲压领域应用广泛，以LS-DYNA为求解器的冲压软件众多，业界比较出名的有DynaForm、JSTAMP、Fastamp等。但在锻压领域，以LS-DYNA为求解核心的应用甚少，DynaForm5.9.4版本增加了对回转体（或厚板）截面的2D分析，这种分析以往都是借助锻压软件完成，比如DEFORM、SimuFact.Forming、Forge等，现在在DynaForm内就可以轻松完成，对于一些厚板折弯或者回旋体结构的多工步变薄成型具有很重要的应用价值。

       对于回转体结构的多工步成型时，如果成型过程是变薄拉伸，这个时候使用壳单元进行计算，往往计算结果与实际的成型结果差异巨大，其根本原因就是壳单元虚拟的壁厚，不能很好地反应实际的成型状态，所以使用2D轴界面进行分析，计算结果可能会更符合实际的成型结果。以下是具体的计算方法：

       1、CAD模型处理。分析模型首先需要处理好与板材接触的零部件，然后取截面，并保存为IGES格式。或者也可以直接画截面的形状。

 

图1 CAD模型的处理

       当然，这个操作还是有点繁琐，如果涉及到多工步，需要把多个工步都分别处理。需要注意的是，在输出IGES时，需要Y轴向上输出。因为是截面，所以建议按照Y轴向上的标准输出，这样设置时不会产生过多问题。

       2、导入DynaForm，划分网格，基本过程和壳单元分析的类似，在此不做详细说明。

 

图2 基于DynaForm划分网格

       3、提交计算，2D分析的计算过程很快，效率远高于完整曲面的壳单元的计算过程。

       4、获取各种成型结果。

 

图3 厚度信息

 

图4 成型极限图

 

图5 多工步分析结果

 

图6 多工步厚度结果

 

图7 多工步成型极限图

       通过以上成型分析，笔者建议：假如回转体材料各向异性差异不大，对于多工步变薄拉伸分析，在使用壳单元整体分析之外，可以适当使用2D截面分析，进行快速的方案验证以及迭代计算分析。待2D截面计算通过后，再适当进行完整零件的计算分析，这样可以节省CAE分析的计算时间，加快设计速度。

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