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1、使用AutoFORM進(jìn)行CAE分析講義,廣州慶成金屬工業(yè)有限公司 技術(shù)部CAD、CAM課,編號(hào)：,編制：,審核：,,,,,一、概要：,AutoFORM可以對(duì)鈑件進(jìn)行成型、抽引、剪邊、沖孔、翻邊、整形分析，同時(shí)也可以根據(jù)產(chǎn)品邊界計(jì)算出比較準(zhǔn)確的剪邊線。 以下就這些方面進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。,二、AutoFORM成型模、抽引模CAE分析：,1. AutoFORM4.1 的界面如圖（一）所示：,圖（一）,使用AutoFORM進(jìn)行CAE分析作業(yè)流程,2.成型、抽引CAE分析所需要的條件：,圖（二）,A.素材線：素材線串聯(lián)成一條線,B. 材質(zhì)、板厚、板厚基準(zhǔn)：分析前我們要弄清楚CAE分析所用到的鈑件材質(zhì)，找
2、到相應(yīng)的 材料；弄清模具是以上模為基準(zhǔn)，還是以下模為基準(zhǔn)。 C.BEAD線：用來生成一條BEAD的曲線需單獨(dú)串聯(lián)成一條線，BEAD線根據(jù)工法條件可有可無(wú)。 D.數(shù)模：成型、抽引工程數(shù)模（凹模、凸模、壓板）,3.成型、抽引分析過程CAE設(shè)置：,（1）.開啟AutoFORM建立檔案，輸入數(shù)模。,圖（三） 選擇IGS文件,選擇File菜單下的New選 項(xiàng)(圖（二）），彈出新建文件設(shè)置對(duì)話框（圖（三）））。,輸入文件名稱；選擇計(jì)量單位；設(shè)置幾何公差；根據(jù)CAE分析模型的檔案類型，選擇文件格式的類型；選擇模型檔案，點(diǎn)擊OK按鈕，模型輸入到AutoFORM 中。如圖（四）所示。,圖（四）,（2）.過程
3、設(shè)置。,圖（五）,點(diǎn)擊Model菜單下的 Pocess generator過程設(shè)置（圖（五）），彈出計(jì)算模式設(shè) 置對(duì)話框。如圖（六）所示。,幾何模型,過程設(shè)置,,圖（六）,a.計(jì)算類型選擇增量模式。 b.根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇單動(dòng)或雙動(dòng)模式。 c.輸入鈑材厚度。 d.選擇模具基準(zhǔn)。Die side 為凹模，punch side 為凸模。,點(diǎn)擊OK按鈕，彈出過程設(shè)置對(duì)話框。如圖（七） 所示。其中包括素材設(shè)置、模具設(shè)置、拉延勁設(shè)置、拉延過程設(shè)置、計(jì)算模式設(shè)置、計(jì)算結(jié)果輸出選項(xiàng)。,圖（七） 素材設(shè)置,Inport: 為手動(dòng)輸入素材。 Rectangle:為矩形素材。 Copy from:從現(xiàn)有文
4、件輸入素材。 當(dāng)板件為兩個(gè)不同材質(zhì)或不同板厚的鈑材焊接時(shí)，需要用到Add weld 和Add hole選項(xiàng)。,A.素材設(shè)置：,B.模具設(shè)置：,圖（八） 模具設(shè)置,單動(dòng)模具凹模在上方，凸模在下方。雙動(dòng)模具凹模在下方，凸模在上方。 閉合高度設(shè)定后，模具在機(jī)床上的初始狀態(tài)就已經(jīng)確定。,圖（九） bead設(shè)置,C.bead設(shè)置：,D.gravity設(shè)置：,圖（十） gravity設(shè)置,gravity是計(jì)算由重力引起板材產(chǎn)生的形變。此時(shí)的模具是靜止的。 當(dāng)拉延過程中由于素材定位不穩(wěn)定導(dǎo)致材料的流動(dòng)不均勻時(shí)，可以使用素材定位器限制材料亂跑動(dòng)。,Autoform內(nèi)部定義了六種bead方式： Weak:
5、弱的 Medium:中等的 Strong:強(qiáng)的 Lock:方形的 User defined:用戶自定義的 Use shape,圖（十一） closing設(shè)置,E.closing設(shè)置：,F.drawing設(shè)置：,圖（十二） drawing設(shè)置,Closing 是上模開始動(dòng)作到上模與壓板完全閉合的過程。這一過程只有上模往下運(yùn)動(dòng)，壓板與下模都是靜止的。所以模具運(yùn)動(dòng)的距離為上模到壓板的高度值。,Drawing是上模與壓板完全閉合后一起朝下運(yùn)動(dòng)到上模與下模完全閉合的過程。這一過程是上模跟壓板一起往下運(yùn)動(dòng)，下模靜止。所以模具運(yùn)動(dòng)的距離為壓板最初的高度值。,圖（十三） Main設(shè)置,G.control中的M
6、ain選項(xiàng)設(shè)置：,圖（十四） Output設(shè)置,元素模式有兩種： 1.Elastic plastic shell 塑性形變模式，計(jì)算精度高，比較接近實(shí)際，但計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)。 2.Benging enhanced membrane 曲翹模式， 計(jì)算時(shí)間短，適合前期分析的粗略計(jì)算。,輸出的計(jì)算結(jié)果越多，計(jì)算所花的時(shí)間就越長(zhǎng)，占用的內(nèi)存空間就越多。所以應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇所需要的輸出結(jié)果類型。,H.control中的Output選項(xiàng)設(shè)置：,圖（十五） 增加反彈過程,注：分析完成后，我們用實(shí)際的BEAD模面替換BEAD線再分析一次，看看對(duì)我們的成型、拉延及反彈有什么影響。,（3） 成型、抽引反彈分析C
7、AE設(shè)置：,圖（十六） 反彈選項(xiàng)設(shè)置,汽車覆蓋件的最大特點(diǎn)就是曲翹變形嚴(yán)重，所以在成型、抽引、剪邊、翻邊、整形工序之后分別追加反彈分析。 在增加過程中選中反彈springback，并插在抽引drawing之后，再選中Add proces step,如圖（十五）所示。在過程設(shè)置中就會(huì)增加springback設(shè)置對(duì)話框，如圖（十六）所示。我們 不用改動(dòng)springback對(duì)話框的設(shè)置內(nèi)容，直接計(jì)算即可。 注意；反彈過程只能方在每次分析的最后過程，不能插在其他過程之前。,圖（十七） 增加剪邊過程,A成型、抽引CAE分析結(jié)果。 B剪邊線、沖孔線：剪邊線、沖孔線串聯(lián)成一條線，最好是投影在模面上的3D
8、曲線。,1.剪邊、沖孔模CAE分析所需要的條件：,三、AutoFORM剪邊、沖孔模CAE分析：,2.剪邊、沖孔模分析CAE設(shè)置：,在增加過程中選中反彈cutting，并插在抽引drawing之后，再選中Add proces step,如圖（十七）所示。在過程設(shè)置中就會(huì)增加cutting設(shè)置對(duì)話框，如圖（十八）所示。,圖（十八） 剪邊過程設(shè)置,圖（十九） 整形工具設(shè)置,A成型、抽引、剪邊、沖孔CAE分析結(jié)果 。 B翻邊、整形工程數(shù)模：上模壓料、下模壓料、翻邊刀塊、整形刀塊。,1.翻邊、整形模CAE分析所需要的條件：,四、AutoFORM翻邊、整形模CAE分析：,2.翻邊、整形模分析CAE設(shè)置：,
9、如果是切角、開放的剪線：選Oper cut 如果是突破線、沖孔線：選Hole 如果是封閉的剪線：選Trimming cut,圖（二十） 增加定位過程,在Tools工具設(shè)置項(xiàng)進(jìn)行整形工具設(shè)置 。整形模一般有上模壓料、下模壓料、上模整形刀塊、下模整形刀塊。其具體設(shè)置跟抽引工具設(shè)置相同。如圖（十九）所示。,圖（二十一） 定位過程設(shè)置,圖（二十二） 增加翻邊整形過程,在翻邊整形過程中，要選擇某一整形工具用來定位。所以在翻邊整形過程設(shè)置之前要增加定位過程。如圖（二十）、圖（二十一）所示。 在添加過程設(shè)置中選擇Forming（翻邊、整形），在插入位置選擇positioning定位Insert after
10、之后。如圖（二十二）所示。 翻邊整形過程設(shè)置（二十三）所示，其具體設(shè)置跟抽引過程設(shè)置相同。,圖（二十三）翻邊整形過程設(shè)置,圖（二十五） 剪線優(yōu)化設(shè)置,A剪邊、整形CAE分析結(jié)果 。 B產(chǎn)品邊界，即優(yōu)化目標(biāo)線。,1.落料線、剪線優(yōu)化CAE分析所需要的條件：,五、AutoFORM落料線、剪邊線優(yōu)化設(shè)置：,2.落料線、剪線優(yōu)化分析CAE設(shè)置：,我們用CAD求取的剪邊線不一定非常準(zhǔn)確，這時(shí)我們就可以借助CAE軟件幫助分析出較為準(zhǔn)確的剪邊線。,在過程設(shè)置的Create中選擇Trim創(chuàng)建剪線優(yōu)化，如圖（二十四）所示。 剪線優(yōu)化設(shè)置如圖（二十五）所示。剪線優(yōu)化是在整形完成之后，針對(duì)剪邊分析所用的剪線在整
11、形完成后和產(chǎn)品邊界之間存在的差異的優(yōu)化。優(yōu)化的目的就是使用我們的剪線對(duì)抽引鈑件進(jìn)行剪邊，經(jīng)過整形后所得到的邊界與產(chǎn)品邊界相同，設(shè)置完成后，直接計(jì)算即可。 優(yōu)化后的剪線可以在曲線管理器中以不同的格式輸出，如圖（二十六）所示。,,圖（二十四） 創(chuàng)建剪線優(yōu)化,,圖（二十六） 優(yōu)化的剪線,客戶要看的是采用我們提供的工藝條件板件是否可以成型，要的是板件成型可行性分析報(bào)告。所以我們進(jìn)行CAE分析的參數(shù)、板件的成型過程、及CAE分析所得到的結(jié)果都得提供給客戶。具體內(nèi)容包括以下幾項(xiàng)：,1.提供給客戶的CAE報(bào)告：,六 、CAE分析報(bào)告：,2.提供給廠內(nèi)鉗工試模的CAE報(bào)告：,A素材尺寸，素材定位條件 B壓板壓力 C頂桿行程 D素材收宿線,A素材尺寸，素材定位條件 B壓板壓力 C頂桿行程 D素材收宿線 E. 成型過程中板件是否起皺、疊料、開裂。 F. 成型極限圖 G. 板件的變薄率 H. 板件的主副應(yīng)變 I . 滑移線,如果你對(duì)優(yōu)化后得到的剪邊線某一段有疑問，我們可以將這一段剪邊線的形狀做某些變動(dòng)后重新分析，看看改變剪邊線后所優(yōu)化得到的剪邊線是否跟以前的一樣。這樣重復(fù)分析幾次，如果結(jié)果一樣，則優(yōu)化后的剪邊線就是我們所真正需要的剪邊線。,
使用autoform進(jìn)行CAE分析作業(yè)流程
