UG一步逆成形与DYNAFORM坯料反求

1、UG NX6 Progressive Die Wizard One-Step Formability Analysis一步逆成形有限元法的简单应用一步逆成形有限元法的简单应用时间：时间：20112011年年0404月月l一步逆成形有限元法的基本思想及假设一步逆成形有限元法的基本思想及假设l对于金属板料成形同时具有几何、材料和接触摩擦非线性的问题，对于金属板料成形同时具有几何、材料和接触摩擦非线性的问题，一般需一般需要用增量方法来求解要用增量方法来求解。但在模具、毛坯和边界条件不确定时，变形过程的。但在模具、毛坯和边界条件不确定时，变形过程的加载路径也是不确定的，增量方法就无法使用了。此时如果假

2、定成形过程加载路径也是不确定的，增量方法就无法使用了。此时如果假定成形过程是比例加载的，仅仅考虑初始的毛坯和变形终了的状态，不考虑变形的中是比例加载的，仅仅考虑初始的毛坯和变形终了的状态，不考虑变形的中间状态，就形成了与传统增量法由坯料到冲压件的成形顺序相反，由制件间状态，就形成了与传统增量法由坯料到冲压件的成形顺序相反，由制件逆成形方向反推到坯料的一步逆成形有限元法。逆成形方向反推到坯料的一步逆成形有限元法。一步逆成形的基本思想是：一步逆成形的基本思想是：从产品的形状从产品的形状 C 出发，将其作为变形终了时工件的中面，通过有限元方法出发，将其作为变形终了时工件的中面，通过有限元方法确定在满

3、足一定的边界条件下工件中各个节点确定在满足一定的边界条件下工件中各个节点 P 在初始平板毛坯在初始平板毛坯 C0中的位中的位置置 P0，比较平板毛坯和工件中节点的位置可得到工件中应变，应力和厚度，比较平板毛坯和工件中节点的位置可得到工件中应变，应力和厚度的分布的分布，如图，如图 2 1 所示。所示。l在一步逆成形有限元方法中，有以下的假设：在一步逆成形有限元方法中，有以下的假设：1 平面应力状态；平面应力状态；2 弹塑性大变形，材料塑性变形体积不可压缩；弹塑性大变形，材料塑性变形体积不可压缩；3 变形过程是比例加载的，即基于塑性形变理论；变形过程是比例加载的，即基于塑性形变理论；4 模具的作用

4、表现为非均匀的冲头法向压力、冲头、拉伸筋和压边圈下的摩擦力。模具的作用表现为非均匀的冲头法向压力、冲头、拉伸筋和压边圈下的摩擦力。l一步逆成形有限元方法的特点在于有限元模型是建立在最终冲压件一步逆成形有限元方法的特点在于有限元模型是建立在最终冲压件形状之上，表中列出了一步逆成形有限元方法中初始平板毛坯和最形状之上，表中列出了一步逆成形有限元方法中初始平板毛坯和最终冲压件中已知量和未知量。终冲压件中已知量和未知量。UG一步逆成形分析一步逆成形分析lStep 1. 打开打开NX 文件文件“lingjian.prt”，查看钣金零件料厚，查看钣金零件料厚(分析分析-测量距离测量距离)为为2.5 mm。

5、lStep 2. 菜单菜单“开始开始-建模建模”，进入，进入NX 建模环境。下拉建模环境。下拉菜单菜单“插入插入-曲面曲面-中位面中位面”，抽取零件的中性层面，抽取零件的中性层面（NX一步可成形性分析是针对面的操作）。一步可成形性分析是针对面的操作）。使用偏置方使用偏置方法，选中目标体为实体零件，然后再确定种子面。法，选中目标体为实体零件，然后再确定种子面。（1.进入UG建模模块下，调出曲面编辑菜单；2.点击添加按钮，将中位面图标打上钩；3.点击中位面图标，弹出中位面特征对话框；4.方法选择：偏置，然后点击要提取中面的模型；在对话框上切换至种子面选择，再在模型上选择一个基准面，应用即可。注:有

6、时候会出现提取错误，也许是你的陡角设置不合理，修改一下陡角的大小就可以了。 l其他选项设置如图所示，“确定”后得到了零件的中性层面。lStep 3. 下拉菜单下拉菜单“分析分析-一步可成形性分析一步可成形性分析”，选择展开区域面，框选全部零件中性层面。选择展开区域面，框选全部零件中性层面。l定义展开的边界约束条件为定义展开的边界约束条件为“曲线至曲线曲线至曲线”，选择零件，选择零件端部边为约束边。端部边为约束边。l定义零件展开方向，选择图示零件面，该面的法向为钣金冲压方向。定义零件展开方向，选择图示零件面，该面的法向为钣金冲压方向。定义材料厚度信息，确定展开区域面类型为定义材料厚度信息，确定展

7、开区域面类型为“中位面中位面”，材料厚度，材料厚度为为“2.5mm”。l定义有限元网格的大小，网格单元类型为定义有限元网格的大小，网格单元类型为“三角形三角形”，勾选中，勾选中“自自动判断单元大小动判断单元大小”，然后在计算栏点击，然后在计算栏点击“网格网格”按钮，划分出零件按钮，划分出零件面网格单元如下。面网格单元如下。l成形后零件的厚度分布成形后零件的厚度分布l成形后零件的应力分布、应变分布成形后零件的应力分布、应变分布l零件展开的毛坯外形、毛坯外形轮廓线零件展开的毛坯外形、毛坯外形轮廓线lStep 4.点击计算栏“报告”按钮，系统自动抓取各个结果的插图，生产网页格式的一步成形分析报告。点

8、击“确定”完成一步成形分析。DYNAFORM坯料展开坯料展开l一、坯料生成的流程:新建和保存数据库导入零件几何模型重命名零件层自动曲面网格剖分网格质量检查和修补坯料展开计算li. 新建和保存数据库a) 启动Dynaform 5.7 对于PC用户: 双击桌面上的图标 ， 启动Dynaform5.7b) 点击File菜单，选择Save As 子菜单(见图1.1)c) 输入“BSE_(user name)_(date).df” 作为文件名d) 点击Save 按钮保存数据库lii. 导入几何模型a) 点击DFE 菜单(见图1.2)b) 选择Preparation子菜单c) 点击IMPORT选项d) 选

9、择文件位置: /DEMOe) 选取文件: hanger.igsf) 点击Ok 导入零件层的几何模型g) 点击Exit 退出BSE Preparation 对话框liii. 重命名零件层a) 点击Parts 菜单(如图)b) 选择Edit子菜单c) 双击Name 输入框，选中零件层名字C001V000d) 输入新的名字“HANGER”e) 点击按钮Modifyf) 点击按钮OK 退出零件层编辑对话框l自动曲面网格划分a) 选择PART MESH (如图)b) 从Mesher下拉列表中 选择Part Mesh c) 点击按钮Select Surfacesl自动曲面网格划分（续）d) 点击Displ

10、ayed Surf. 按钮选择所有的显 示在屏幕上的所有曲目e) 点击OK 按钮确认所选择的曲目f) 在参数组中输入最大尺寸, 2.00 (mm)g) 点击按钮Apply进行网格划分h) 点击OK 退出MESH QUALITY CHECK 对话框i) 点击按钮Yes 接受划分的网格j) 点击按钮Exit 退出曲面网格划分对话框k) 网格划分如图l检查和修补网格la) 关闭切换显示选项“Surface”lb) 选择MESH REPAIRlc) 点击Boundary Display图标ld) 关闭切换显示选项“Elements” 和“Node”le) 点击(自由旋转) 来旋转模型lf) 点击(清除

11、高亮显示)lg) 点击以等轴视图显示模型ld) 点击Auto Normal 图标le) 选择CURSOR PICK PARTlf) 移动光标来选择模型上的一个单元l检查和修补网格（续）g) 选择No 反转法线方向h) 点击Exit 退出对话框i) 点击OK 退出Mesh Repair 对话框j) 点击Exit 退出BSE Preparation 对话框lvi. 坯料尺寸估算a) 点击BSEb) 选择Blank Size Estimatec) 点击“NULL” 定义材料d) 点击Material Librarye) 选择CQ (mild) 作为材料lh) 输入blank thickness, 2

12、.50 (mm) li) 点击Apply 开始运行BSElj) 点击Exit 退出BSE Preparation 对话框lk) 点击打开零件显示对话框ll) 选择HANGER 点击OKlm) 点击以等轴视图来显示坯料轮廓ln) 点击保存数据库lo) 点击File Save as 将数据库保存为 BlankDevelopment.df ，这个数据库将用于Tutorial IIlp) 点击File Save as 将数据库保存为 BlankNesting.df这个数据库将用于Tutorial IIIl另也可以直接用另也可以直接用Mstep进行展料，首先划分网格，指定进行展料，首先划分网格，指定sh

13、eet（包括（包括选定材料和确定厚度）后提交任务即可。选定材料和确定厚度）后提交任务即可。l二、坯料设计流程:i. 新建和保存数据库ii. 矩形包络iii. 坯料网格生成iv. 坯料外边界光顺v. 生成新的坯料轮廓和网格li. 打开和保存数据库a) 打开在Tutorial I中保存的数据库BlankDevelopment.df ， 点击File 选择Save As 另存数据库b) 输入“BlankDevelop_(user name)_(date).df” 作为文件名c) 点击Save 保存数据库lii. 矩形包络a) 点击显示顶视图b) 点击BSEc) 选择Developmentd) 选择R

14、ECTANGULAR FITTING e) 打开“Manual Fit” 选项f) 点击Select Lineg) 选择坯料轮廓线h) 点击OK 退出Select Line 对话框i) 点击Apply 创建包络坯料轮廓的包络矩形j) 点击Close 退出Rectangular Fitting 对话框k) 点击保存数据库liii. 坯料网格生成a) 从屏幕右下角打开“Elements” and “node”显示选项b) 点击BSEc) 选择Developmentd) 选择BLANK GENERATIONe) 选择由BSE展开得到的坯料轮廓线f) 输入Min Radii, 2.00 (mm) g)

15、 点击OKh) 点击Yes 接受生成的坯料网格结果liv. 坯料网格外边界光顺a) 选择OUTER SMOOTHb) 选择Roller c) 输入Roll Radius, 300.00 (mm) d) 点击Create Boundarye) 点击Fill Boundaryf) 选择Expand g) 点击Boundary Expand 图标h) 输入Extension, 5.0 (mm)i) 点击Boundary Expandj) 点击Fill Boundaryk) 点击Exit 退出Outer Smooth 对话框l) 点击Exit 退出BSE Development 对话框lv. 生成新的

16、坯料轮廓线和网格la) 点击Preprocesslb) 选择Line/Pointslc) 点击FE Boundary Line 图标ld) 打开“In New Part” 选项le) 输入Split Angle, 0lf) 输入“BLANK” 作为新的New Part Namelg) 点击Ok 来生成新的坯料轮廓线lh) 关闭除了BLANK外的所有显示的零件li) 点击Tools 菜单，选择Blank Generatorlj) 选择BOUNDARY LINE lk) 在图形区选择坯料轮廓线ll) 点击OK 退出Select Line 对话框lm) 输入Radii, 3.00 (mm)lj) 点

17、击OK 生成新的网格lk) 点击Yes 接受新生成的坯料网格结果新坯料轮廓DYNAFORM基本操作基本操作文件管理：导入/导出数据，打开/保存/创建/打印数据库文件零件层的控制:组织零件层前处理:点/线、单元、节点检查的功能，模型的检查和修复的功能，以及边界条件的设置模面工程:提供建立工艺补充面和压料面坯料工程：坯料大小预估，基于逆算法(一步法)的展开功能，坯料开发和排样功能快速设置：快速设置菜单提供流水线式的简单方法来设置预定范围内的标准冲压仿真功能工具定义：创建、定义和修改工具选项菜单：包含各种选项来控制网格和文件窗口类型辅助工具：为识别实体提供的几种辅助功能分析:定义控制参数，提交分析工

18、作视图选项：显示选项及视图操作后处理:查看分析结果第二章第二章 应用实例应用实例 S梁梁一.导入模型文件二.保存文件三.编辑数据库中的零件层四.网格划分五.偏移出punch六.创建压边圈七.分离压边圈和凹模八.拉延类型设置九.工具定义十.定义板料十一.工具摘要十二.自动定位工具十三.测量运动行程十四.定义运动模具行程路线十五.定义压边圈压边力曲线十六.预览工具的运动十七.设置分析参数，求解计算十八.应用post进行后处理操作目录操作目录添加数据到零件层(addto part) 用户可以使用此功能沿选定的线自动划分一维单元（如：梁或杆单元）。输入要创建单元的尺寸或数量，点击OK$ 选择一条线$在

19、图 所示的对话框中选择NODE/POINT（节点、点）或ORIENTATION VECTOR（方向矢量）。$如果选择的是 NODE/POINT（节点、点）显示对话框为您提供不同的选项来选择适当的 NODES/POINTS（节点/点）。5.3.6 线点网格 （2 LINE POINT MESH） 设计此功能的目的是快速的去除拉延筋网格。它是根据选定线上的点在两条线间生成网格。 1. 在屏幕上选择两条线。 2. 输入这两条线间的层数。 3. 确认接受产生网格。5.3.7 拉伸网格 （DRAG MESH） 此功能可以在选定单元的基础上生成单元。一维单元可以被拖拉成平面单元，两维单元（平面）可以被拖拉

20、成实体单元（棱柱）。5.3.8 创建单元 （CREATE ELEMENT）此菜单列出了通过选定节点/点来创建单元的选项。5.3.9 粗化单元 （COARSE ELEMENT） 两、三或四个四边形单元粗化成一个四边形单元，将两个三角形单元粗化成一个四边形单元，或是将一个四边形或三角形合并成一个四边形单元。 用户使用SELECT ELEMENT（选择单元）对话框中的选项来选择两个、三个或四个单元后，一个更大的单元将被生成。 1.选择两个邻近的单元平面，再在SELECT ELEMENT（选择单元）对话框中选择OK（确认）或点击鼠标中键 。如果选择了四个邻近的四边形单元，程序将会把他们合并为一个四边形

21、单元。 2.重复前面的步骤，可以粗化更多单元。 3.在SELECT ELEMENT（选择单元）对话框中选择DONE（确认），每两个被选择的单元会联合成一个单元。5.3.10 分割单元 （SPLIT ELEMENT） 根据以下讲述的选项用户可以将壳体或是实体分割成多个单元。选项如图所示。SPLIT SHELL 分割壳体1.选择 SHELL SPLIT OPTION（壳体分割选项）旁边的按钮来激活壳体选项见图QUAD TO 2 QUADS 一个四边单元分割成两个四边单元QUAD TO 4 QUADS 一个四边单元分割成四个四边单元QUAD TO 2 TRIAS 一个四边单元分割成两个三角单元TRI

22、A TO 2 TRIAS 一个三角单元分割成两个三角单元TRIA TO TRI/QUA 一个三角单元分割成一个三角单元和一个四边单元TRIA TO 4 TRIAS 一个三角单元分割成四个三角单元ARBITRARY LOCATION 任意位置先选择一个单元，在单元的边界线上任意选择两个节点/点。2. 选择 一种方式来进行分割。3.选择 SELECT ELEMENTS（选择单元）打开SELECT ELEMENT（选择单元）对话框。4.选择单元好后，选择 DONE（确认）返回SPLIT ELEMENT（分割单元）对话框。5.选择 APPLY（应用）来分割选定的单元。选定的单元被分割后用户可以选择 UNDO（取消）来取消分割操作或选择REVERSE（反向）来改变分割方向。5.3.11 投影单元 （PROJECT ELEMENT） 将一个零件层上的所有单元投影到另一个已存在的零件层网格上，投影方向为用户自定义的LCS（局部坐标系）的W方向。 1.使用SELECT PART（选择零件层）对话框中的选项来选择目标零件层。