Dynaform/LS-DYNA程序近年来在薄板冲压成形过程数值模拟方面做了大量工作,取得显著效果。
薄板冲压模型通常有冲头、底模、压板和板料四大部分,冲头、底模和压板的刚度很大,可以用刚性材料的薄壳单元或实体单元建模。板料在冲压过程中产生大位移、大转动和大应变的弹塑性变形,Dynaform/LS-DYNA程序的薄壳单元完全满足这些要求,其材料模型不仅有各向同性弹塑性材料,并考虑温度影响和应变率影响,还有横向正交各向异性弹塑性材料以满足板料经过冷碾压加工后造成板面内与壳厚方向强度不同的情况。
Dynaform/LS-DYNA程序有Forming_nodes_to_surface, Forming_surface_to_surface接触界面以模拟板料在冲压过程中与冲头、底模和压板之间带摩擦的相对滑动,它还计及板料壳厚变化的影响。板料冲压产生废品的表现主要有二种:板料开裂和板面起皱。板料开裂的判据通常采用成形极限图(FLD),在Dynaform/LS-DYNA中输入材料的成形极限曲线(FLC),程序可自动生成成形极限图(FLD),从而可方便地判断板料是否出现开裂。
要清楚显示板料起皱的图形,单元网格越细越好,Dynaform/LS-DYNA程序可通过自适应网格剖分(adaptivity)功能,使出现较大弯曲变形的起皱部分自动加密网格。在冲压工艺中为减少出现起皱的可能性,通常采用压延筋,增加拉应力,减少引起起皱的压应力,Dynaform/LS-DYNA程序具有模拟压延筋(Drawbead)的功能。
板料成形的最后工序是剪裁(Trim)和脱模回弹(Springback),Dynaform/LS-DYNA程序有剪裁功能,可以将成形后的板料按用户要求将多余部分裁出,并修正边界网格。Dynaform/LS-DYNA程序可以采用隐式求解,将脱模后的成形板料计算弹性变形恢复,即回弹计算。
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