使用autoform进行CAE分析作业流程

使用AutoFORM进行CAE分析讲义,广州庆成金属工业有限公司 技术部CAD、CAM课,编号：,编制：,审核：,一、概要：,AutoFORM可以对钣件进行成型、抽引、剪边、冲孔、翻边、整形分析，同时也可以根据产品边界计算出比较准确的剪边线。 以下就这些方面进行简单介绍。,二、AutoFORM成型模、抽引模CAE分析：,1. AutoFORM4.1 的界面如图（一）所示：,图（一）,使用AutoFORM进行CAE分析作业流程,2.成型、抽引CAE分析所需要的条件：,图（二）,A.素材线：素材线串联成一条线,B. 材质、板厚、板厚基准：分析前我们要弄清楚CAE分析所用到的钣件材质，找到相应的 材料；弄清模具是以上模为基准，还是以下模为基准。 C.BEAD线：用来生成一条BEAD的曲线需单独串联成一条线，BEAD线根据工法条件可有可无。 D.数模：成型、抽引工程数模（凹模、凸模、压板）,3.成型、抽引分析过程CAE设置：,（1）.开启AutoFORM建立档案，输入数模。,图（三） 选择IGS文件,选择File菜单下的New选 项(图（二），弹出新建文件设置对话框（图（三）。,输入文件名称；选择计量单位；设置几何公差；根据CAE分析模型的档案类型，选择文件格式的类型；选择模型档案，点击OK按钮，模型输入到AutoFORM 中。如图（四）所示。,图（四）,（2）.过程设置。,图（五）,点击Model菜单下的 Pocess generator过程设置（图（五），弹出计算模式设 置对话框。如图（六）所示。,几何模型,过程设置,图（六）,a.计算类型选择增量模式。 b.根据模具结构选择单动或双动模式。 c.输入钣材厚度。 d.选择模具基准。Die side 为凹模，punch side 为凸模。,点击OK按钮，弹出过程设置对话框。如图（七） 所示。其中包括素材设置、模具设置、拉延劲设置、拉延过程设置、计算模式设置、计算结果输出选项。,图（七） 素材设置,Inport: 为手动输入素材。 Rectangle:为矩形素材。 Copy from:从现有文件输入素材。 当板件为两个不同材质或不同板厚的钣材焊接时，需要用到Add weld 和Add hole选项。,A.素材设置：,B.模具设置：,图（八） 模具设置,单动模具凹模在上方，凸模在下方。双动模具凹模在下方，凸模在上方。 闭合高度设定后，模具在机床上的初始状态就已经确定。,图（九） bead设置,C.bead设置：,D.gravity设置：,图（十） gravity设置,gravity是计算由重力引起板材产生的形变。此时的模具是静止的。 当拉延过程中由于素材定位不稳定导致材料的流动不均匀时，可以使用素材定位器限制材料乱跑动。,Autoform内部定义了六种bead方式： Weak:弱的 Medium:中等的 Strong:强的 Lock:方形的 User defined:用户自定义的 Use shape,图（十一） closing设置,E.closing设置：,F.drawing设置：,图（十二） drawing设置,Closing 是上模开始动作到上模与压板完全闭合的过程。这一过程只有上模往下运动，压板与下模都是静止的。所以模具运动的距离为上模到压板的高度值。,Drawing是上模与压板完全闭合后一起朝下运动到上模与下模完全闭合的过程。这一过程是上模跟压板一起往下运动，下模静止。所以模具运动的距离为压板最初的高度值。,图（十三） Main设置,G.control中的Main选项设置：,图（十四） Output设置,元素模式有两种： 1.Elastic plastic shell 塑性形变模式，计算精度高，比较接近实际，但计算时间长。 2.Benging enhanced membrane 曲翘模式， 计算时间短，适合前期分析的粗略计算。,输出的计算结果越多，计算所花的时间就越长，占用的内存空间就越多。所以应该根据实际情况选择所需要的输出结果类型。,H.control中的Output选项设置：,图（十五） 增加反弹过程,注：分析完成后，我们用实际的BEAD模面替换BEAD线再分析一次，看看对我们的成型、拉延及反弹有什么影响。,（3） 成型、抽引反弹分析CAE设置：,图（十六） 反弹选项设置,汽车覆盖件的最大特点就是曲翘变形严重，所以在成型、抽引、剪边、翻边、整形工序之后分别追加反弹分析。 在增加过程中选中反弹springback，并插在抽引drawing之后，再选中Add proces step,如图（十五）所示。在过程设置中就会增加springback设置对话框，如图（十六）所示。我们 不用改动springback对话框的设置内容，直接计算即可。 注意；反弹过程只能方在每次分析的最后过程，不能插在其他过程之前。,图（十七） 增加剪边过程,A成型、抽引CAE分析结果。 B剪边线、冲孔线：剪边线、冲孔线串联成一条线，最好是投影在模面上的3D曲线。,1.剪边、冲孔模CAE分析所需要的条件：,三、AutoFORM剪边、冲孔模CAE分析：,2.剪边、冲孔模分析CAE设置：,在增加过程中选中反弹cutting，并插在抽引drawing之后，再选中Add proces step,如图（十七）所示。在过程设置中就会增加cutting设置对话框，如图（十八）所示。,图（十八） 剪边过程设置,图（十九） 整形工具设置,A成型、抽引、剪边、冲孔CAE分析结果 。 B翻边、整形工程数模：上模压料、下模压料、翻边刀块、整形刀块。,1.翻边、整形模CAE分析所需要的条件：,四、AutoFORM翻边、整形模CAE分析：,2.翻边、整形模分析CAE设置：,如果是切角、开放的剪线：选Oper cut 如果是突破线、冲孔线：选Hole 如果是封闭的剪线：选Trimming cut,图（二十） 增加定位过程,在Tools工具设置项进行整形工具设置 。整形模一般有上模压料、下模压料、上模整形刀块、下模整形刀块。其具体设置跟抽引工具设置相同。如图（十九）所示。,图（二十一） 定位过程设置,图（二十二） 增加翻边整形过程,在翻边整形过程中，要选择某一整形工具用来定位。所以在翻边整形过程设置之前要增加定位过程。如图（二十）、图（二十一）所示。 在添加过程设置中选择Forming（翻边、整形），在插入位置选择positioning定位Insert after之后。如图（二十二）所示。 翻边整形过程设置（二十三）所示，其具体设置跟抽引过程设置相同。,图（二十三）翻边整形过程设置,图（二十五） 剪线优化设置,A剪边、整形CAE分析结果 。 B产品边界，即优化目标线。,1.落料线、剪线优化CAE分析所需要的条件：,五、AutoFORM落料线、剪边线优化设置：,2.落料线、剪线优化分析CAE设置：,我们用CAD求取的剪边线不一定非常准确，这时我们就可以借助CAE软件帮助分析出较为准确的剪边线。,在过程设置的Create中选择Trim创建剪线优化，如图（二十四）所示。 剪线优化设置如图（二十五）所示。剪线优化是在整形完成之后，针对剪边分析所用的剪线在整形完成后和产品边界之间存在的差异的优化。优化的目的就是使用我们的剪线对抽引钣件进行剪边，经过整形后所得到的边界与产品边界相同，设置完成后，直接计算即可。 优化后的剪线可以在曲线管理器中以不同的格式输出，如图（二十六）所示。,图（二十四） 创建剪线优化,图（二十六） 优化的剪线,客户要看的是采用我们提供的工艺条件板件是否可以成型，要的是板件成型可行性分析报告。所以我们进行CAE分析的参数、板件的成型过程、及CAE分析所得到的结果都得提供给客户。具体内容包括以下几项：,1.提供给客户的CAE报告：,六 、CAE分析报告：,2.提供给厂内钳工试模的CAE报告：,A素材尺寸，素材定位条件 B压板压力 C顶杆行程 D素材收宿线,A素材尺寸，素材定位条件 B压板压力 C顶杆行程 D素材收宿线 E. 成型过程中板件是否起皱、叠料、开裂。 F. 成型极限图 G. 板件的变薄率 H. 板件的主副应变 I . 滑移线,如果你对优化后得到的剪边线某一段有疑问，我们可以将这一段剪边线的形状做某些变动后重新分析，看看改变剪边线后所优化得到的剪边线是否跟以前的一样。这样重复分析几次，如果结果一样，则优化后的剪边线就是我们所真正需要的剪边线。,