Abaqus钣金多次冲压成形

1、背景

在成形工艺上,很多生产厂习惯于一次成形完毕,好处是成形时间短、生产速度快,免去了二次成型的麻烦,但不足之处是操作人员过多,劳动强度大,质量不易控制。随着加工技术的不断发展,成型件的尺寸不断加大,一次成型的弊端日渐引起重视。为了保证质量,有的单位采用了国外常用的多次成型法,即成型件的最终形状分为若干个成型步来完成,每次成型其中的一部分。很多实际钣金件的成型加工过程都是经过若干次成型来完成的,这些多次加工过程中,最简单的情况就是二次成型过程。这种加工方法的好处是质量容易控制,但也存在一些问题如施工周期长,需采用专用的适于多次成型的模具,因而,在批量小、模具少的情况下不宜采用。

2、问题

该例子是某钣金成型件的实际加工过程。该过程包括两次成型分析,而实际模拟的步骤分为六步来完成:(选用动力显示分析步进行计算,通过速度位移边界条件和分析步时间控制整个成型过程)。该模型详细介绍通过速度边界条件控制部件的运动进而达到部件二次成型的仿真。

  1. 定位第一套模具的空间位置;

  2. 定位胚料在第一套模具上的相对位置;

  3. 进行第一次成型;

  4. 定位初次成型后半成品料在第二套模具上的相对位置;

  5. 进行第二次成型;

3、几何模型 

根据成型件的尺寸绘制的两个模具及板料的装配图如图所示,具体尺寸可见附件中的inp格式文件。

1661504719963.png

图1 模具装配图

4、有限元分析

4.1、材料参数的设定

对于两套模具,设置为离散刚体,因此不需要对其赋予材料参数;

对于胚料,使用TC4高温拉伸的实验参数,详细参数可以在附件的inp格式文件中查看;

4.2、网格划分

由于两套模具均为离散刚体单元,也需要进行网格划分,需要注意的是要对圆角处的网格进行加密处理;胚料的网格也需要进行加密;其中网格划分后的模型如下图所示:

1661510129478.png

图2 网格划分模型

4.3、分析步设定

所有分析步均采用动力显示算法,整个成型过程共需要六个分析步,由于模拟过程均存在大位移,所以六个分析步的几何非线性都需要打开,不同的分析步对应不同的模拟过程,需要注意图3中分析步的时间;

Step-1:模具一的上模向上移动;

Step-2:胚料移动到模具一的正上方;

Step-3:模具一上模下行进行第一次成型;

Step-4:模具二的上模向上移动;

Step-5:将第一次成型后的部件移动到模具二的正上方;

Step-6:模具二上模下行进行第二次成型;

1661512872768.png

图3 分析步设定

4.4、相互作用设定

为了保证仿真的顺利进行,需要在两次成型的过程中设置接触属性;需要注意的是,胚料与第一个模具接触时的相互作用应设定在第一次成型时,即Step-3分析步;与第二个模具接触时的相互作用应设定在第二次成型时,即Step-6分析步。

1661513357512.png

图4 相互作用设定

4.5、载荷设定

对于多次成型的仿真,载荷模块的设定较为重要,由于整个仿真过程中只有5个部件,因此为了简化模拟过程,只设定5个边界条件,其中具体的分析可以在附件中的inp格式文件中看到:

1661513477196.png

图5 载荷的设定

BC-1:用来控制模具一的下模,在初始分析步中,设定模具一的下模保持固定不动,需要将后续Step-1—Step-6的分析步均激活来保证模具一的下模一直固定不动;

BC-2:用来控制模具二的下模,在初始分析步中,设定模具二的下模保持固定不动,需要将后续Step-1—Step-6的分析步均激活来保证模具二的下模一直固定不动;

BC-3:用来控制模具一的上模,在Step-1中将其向上移动,在Step-2中将其改为固定不动,Step-3中让上模下行进行第一次成型,Step-4中将其改为固定不动,后续该部件将不会运动;

BC-4:用来控制胚料,在Step-2中将胚料移动到模具一的正上方,Step-3中解除对胚料自由度的限制,在Step-4中将一次成型后的胚料移动到模具二的正上方,之后不再限制胚料的自由度;

BC-5:用来控制模具二的上模,在Step-4中将其向上移动,在Step-5中将其改为固定不动,Step-6中让上模下行进行第二次成型。

4.6、提交计算

创建Job,进行作业提交计算,导出模型的inp文件。

5、结果

钣金件成形过程视频可见在附件中查看;

钣金件成形的Misess应力云图和PEEQ等效塑性应变云图如下图所示:

1661515869203.png

图6 Misess应力云图

1661515890414.png

图7 PEEQ等效塑性应变云图

6、计算说明

CPU:Intel(R) Core(TM) i5-10200H CPU @ 2.40GHz   2.40 GHz;

RAM:24.0 GB (23.8 GB 可用);

计算时间:2.5min。

Abaqus钣金多次冲压成形的图8附件.rar

ABAQUS冲压工艺及仿真
为TA投票

Abaqus钣金多次冲压成形的评论2条

Abaqus钣金多次冲压成形的相关案例教程

以下内容转载本人公众号:易木木响叮当 本期内容将详细讲解ABAQUS中INP文件的正确食用方法,涉及文件解读、语法讲解,有关INP文件自定义输出的内容将会在下篇内容中更新 INP文件是以.inp为后缀的文本文件,它包括了模型的全部数据信息,ABAQUS求解器分析的对象是INP文件,软件生成的.cae文件只是为了INP文件服务,在早期的有限元软件(MSC、PATRAN、FEMAP、ABAQUS等)版
1 1 领取整车碰撞模型 今天讲一下如何分割Abaqus inp文件,有的模型规模非常大,节点和单元数超级多,导致inp文件有好几百MB、甚至几个G,不仅占内存而且编辑起来困难,即使用Vim也要半天才能打开,这个时候就需要分割inp文件了,分割出来的主文件一般只有几KB,格式清晰明了,便于查看和修改模型参数。下面是它的一个应用场景,本文可以直接领取这个模型的原始文件。 Toyota Venza(2
采用隐式-显式联合仿真建立三维轮轨摩擦滚动接触有限元模型,求解轮轨稳态滚动接触解。 隐式-静态(在重力作用下的轮轨位移场结果),standard.inp 显式-动态(将静态位移场结果以数据传递的方式导入显式动态分析模型中),explicit.inp 隐式-静态(为了得到在重力作用下的轮轨位移场结果),standard.inp 1、在standard模型属性的edit keywords中的“*end
请教各位,最近abaqus standard使用python脚本设置某分析步初始增量步0.025,inp文件也是记录0.025,但是实际脚本命令mdb.jobs[].submit计算发现初始增量步取了0.008,改用bat文件也是被自动“修正”为0.008。更改初始增量步或把inp文件放到别的电脑上也会出现这样的缩减。不明白为什么会出现这种情况 最近一批相同构造不同尺寸的模型在计算,只有一个模型出
在 Abaqus/Explicit 分析中,为了避免数值振荡,一般都需要定义模型的阻尼, 定义方法主要包括以下几种: 1)体积粘性(bulk viscosity) 体积粘性用于引入由于体积应变引起的阻尼,在研究高速动力分析的高阶性能时,体积粘性是尤其必要的。体积粘性只是作为一个数值效应被引入,因此,材料点上的应力并不考虑体积粘性压力的影响。 Abaqus/Explicit 有两种体积粘性参数:线性
影响力
粉丝
内容
获赞
收藏
    项目客服
    培训客服
    2 7