汽車內(nèi)門板沖壓成形CAE分析論文(正式)

1、上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 汽車內(nèi)門板沖壓成形CAE分析目 錄摘 要4ABSTRACT50 引言71緒論81.1材料成形缺陷分析81.1.1起皺81.1.2破裂91.1.3 回彈91.2 CAE技術(shù)的發(fā)展101.2.1 CAE技術(shù)的作用101.2.2 CAE技術(shù)的發(fā)展111.3板料成形仿真技術(shù)111.3.1板料成形仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)111.3.2板料成形仿真軟件DYNAFORM131.4 CAE技術(shù)在汽車覆蓋件沖壓的應(yīng)用161.4.1基于Dynaform 的汽車覆蓋件沖壓成形及回彈仿真的研究172 模擬分析及結(jié)果分析202.1網(wǎng)格劃分202.2排樣結(jié)果222.3模擬過(guò)程分析及討論252.

2、3.1參數(shù)一272.3.2參數(shù)二312.3.3參數(shù)三332.3.4參數(shù)四362.3.5參數(shù)五402.4結(jié)果分析423結(jié)論43致 謝45參考文獻(xiàn)46譯文49原文說(shuō)明69摘 要汽車工業(yè)在現(xiàn)代工業(yè)中已經(jīng)占有越來(lái)越重要的地位，汽車內(nèi)門板的沖壓的技術(shù)也被人們迅速地發(fā)展了起來(lái)。沖壓技術(shù)和模具是整個(gè)過(guò)程中的關(guān)鍵，沖壓模具的的設(shè)計(jì)分析可以有效的提高產(chǎn)品的質(zhì)量，減少產(chǎn)品的浪費(fèi)，縮短加工周期，防止產(chǎn)品的起皺和開裂現(xiàn)象。沖壓成型在汽車制造中是一種十分重要的制造技術(shù)，而汽車覆蓋件大都采用沖壓而成，其模具制造周期影響汽車的制造成本以及新產(chǎn)品開發(fā)的周期。通過(guò)CAE軟件Dynaform的有限元的分析，對(duì)汽車飾件和零件的分析

3、和工藝的優(yōu)化也越來(lái)越普及了，本次論文就是通過(guò)CAE軟件Dynaform對(duì)汽車部件內(nèi)門板的igs文件進(jìn)行分析。經(jīng)過(guò)劃分網(wǎng)格，確定沖壓的方向和零件層的設(shè)置等前期的優(yōu)化，改變沖壓速度，壓邊圈速度，沖壓力等參數(shù)對(duì)沖壓件進(jìn)行模擬，優(yōu)化內(nèi)門板的工藝成形條件。關(guān)鍵詞：內(nèi)門板，CAE，DynaformCAE Analysis About Within the car door plankABSTRACTThe automobile industry already held more and more important status in the modern industry, in the automo

4、bile the shutter ramming technology rapidly has also been developed by the people. The ramming technology and the mold are in the entire process key, the ramming mold the project analysis may effective enhance the product the quality, reduces the product the waste, reduces the processing cycle, prev

5、ents the product the corrugation and the dehiscence phenomenon. The ramming formation in the automobile manufacture is one kind of very important technique of manufacture, but the automobile cover uses the ramming to become mostly, its die making cycle affects automobile's production cost as wel

6、l as the new product development cycle. Through the CAE software of finite element analysis of Dynaform - of automotive trim and the analysis of the components and process optimization is becoming more and more popular, this thesis is through the CAE software for auto parts within the Dynaform - the

7、 igs document analysis plank. Through the mesh, determine the direction and stamping parts of the setting of the layer, change speed stamping, optimize blank-holder speed and pressure parameters on the stamping simulation, optimization process of forming conditions within the door.Key words: door tr

8、im，CAE，Dynaform汽車內(nèi)門板沖壓成形CAE研究王曉波 0511061070 引言沖壓是指在常溫下利用沖模和沖壓設(shè)備對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形或分離，獲得一定形狀、尺寸和性能的工件加工工藝。板料沖壓加工作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)過(guò)程，在汽車、輕工、航空、國(guó)防等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。傳統(tǒng)的板料沖壓加工所具有特點(diǎn)1決定了板料沖壓工藝及模具的設(shè)計(jì)主要依靠設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)，缺乏準(zhǔn)確、可靠的定量分析與計(jì)算，使得設(shè)計(jì)制造的模具必須經(jīng)過(guò)反復(fù)試壓修改，甚至需要修改原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)或報(bào)廢、重制模具后，才能沖出合格制件2，4，這一“試錯(cuò)”過(guò)程，導(dǎo)致了人力、財(cái)力、物力、資源及時(shí)間的巨

9、大浪費(fèi)。另外，隨著沖壓零件多樣性、復(fù)雜性和對(duì)成形精度要求的日益提高，傳統(tǒng)板料沖壓加工方法不僅難以保證加工質(zhì)量，在加工成本方面也毫無(wú)優(yōu)勢(shì)可言，而且模具開發(fā)周期長(zhǎng)，難以滿足市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品提出的低成本、低生產(chǎn)周期、高質(zhì)量的要求，使企業(yè)失去應(yīng)有的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。板料沖壓成形仿真技術(shù)正是在此背景下提出并發(fā)展起來(lái)的。該項(xiàng)技術(shù)涉及到有關(guān)數(shù)值方法、力學(xué)、材料科學(xué)、沖壓工藝學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等多門學(xué)科的綜合應(yīng)用5。其主要任務(wù)是幫助確定毛坯幾何形狀尺寸、預(yù)測(cè)零件成形過(guò)程中的破裂、起皺及回彈等成形缺陷、分析零件的沖壓成形性能、對(duì)工藝方案和工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化等。將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于工程實(shí)際，不僅是改進(jìn)現(xiàn)有模具設(shè)計(jì)方式的一

10、個(gè)有力手段，也是促進(jìn)模具工業(yè)技術(shù)進(jìn)步、提高生產(chǎn)效率、保證生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，對(duì)于先進(jìn)沖壓成形技術(shù)的提出和發(fā)展具有重要意義。1緒論1.1材料成形缺陷分析板料成形是一個(gè)具有幾何非線性、材料非線性、邊界條件非線性等多重非線性的非常復(fù)雜的力學(xué)過(guò)程。成形過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種各樣的缺陷，影響零件的幾何精度、表面質(zhì)量和力學(xué)性能?？偟膩?lái)說(shuō)，覆蓋件成形的主要缺陷有起皺、破裂和回彈。1.1.1起皺起皺是壓縮失穩(wěn)在薄板成形中的主要表現(xiàn)形式。薄板沖壓成形時(shí)，為使金屬產(chǎn)生塑性變形，模具對(duì)板料施加外力，在板內(nèi)產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)。由于板厚尺寸與其他兩個(gè)方向尺寸相比很小，因此厚度方向是不穩(wěn)定的。當(dāng)材料的內(nèi)壓應(yīng)力使板厚方向達(dá)到

11、失穩(wěn)極限時(shí)，材料不能維持穩(wěn)定變形而產(chǎn)生失穩(wěn)，此種失穩(wěn)形式稱為壓縮失穩(wěn)。毛坯成形中一旦產(chǎn)生皺紋，并殘留在制件上，不僅使制件的尺寸精度、表面質(zhì)量等降低，而且也給加工帶來(lái)很多問(wèn)題。因此在板料沖壓成形過(guò)程中，如何防止和消除起皺，對(duì)獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品至關(guān)重要。解決起皺的問(wèn)題可以從產(chǎn)品形狀、工序設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)與制造、沖壓技術(shù)及材料等方面著手。1.1.2破裂破裂是拉深失穩(wěn)在薄板沖壓成形中的主要表現(xiàn)。在板料成形過(guò)程中，隨著變形的發(fā)展，材料的承載面積不斷縮短，其應(yīng)變強(qiáng)化效應(yīng)也不斷增加。當(dāng)應(yīng)變強(qiáng)化效應(yīng)的增加能夠補(bǔ)償承載面積縮減時(shí)，變形穩(wěn)定地進(jìn)行下去；當(dāng)兩者恰好相等時(shí)，變形處于臨界狀態(tài)；當(dāng)應(yīng)變強(qiáng)化效應(yīng)的增加不能補(bǔ)償承

12、載面積縮減，并越過(guò)了臨界狀態(tài)時(shí)，板料的變形將首先發(fā)生在承載能力弱的位置，繼而發(fā)展稱為細(xì)頸，最終導(dǎo)致板材出現(xiàn)破裂的現(xiàn)象。大型沖壓件實(shí)際成形過(guò)程中的破裂現(xiàn)象，往往由于沖壓體形狀復(fù)雜而呈現(xiàn)多樣性。其分類方法一般有兩種：一種是按破裂的性質(zhì)分類，另一種是按破裂的部位分類。防范破裂的具體措施有：修改模具參數(shù)；降低成形高度，增加成形工序；選擇合理的毛坯形狀和尺寸；改善毛坯的表面及外緣質(zhì)量；增加輔助工藝措施（如工藝涂料、工藝孔等）；選擇均勻拉深率。受拉傳力區(qū)破裂的具體對(duì)策有：修正模具參數(shù)；選擇合理的板料形狀和尺寸；改變壓邊力；改善潤(rùn)滑條件；修正拉延筋的形狀、參數(shù)以及布局；選擇強(qiáng)度指標(biāo)較高的材料等。1.1.3

13、回彈在板料成形結(jié)束階段，隨著變形力的釋放或消失，成形過(guò)程中儲(chǔ)存的彈性變形能要釋放出來(lái)，引發(fā)內(nèi)應(yīng)力重組，進(jìn)而導(dǎo)致零件整體形狀改變，這種現(xiàn)象被稱為回彈。產(chǎn)生回彈的原因主要有兩個(gè)：一是因?yàn)楫?dāng)板料內(nèi)外緣表面纖維進(jìn)入塑性狀態(tài)，而板料中心仍處在彈性狀態(tài)，這時(shí)當(dāng)凸模上升去除外載后板料產(chǎn)生彈性回跳；二是金屬塑性變形時(shí)總是伴有彈性變形，所以板料彎曲時(shí)，即使內(nèi)外層纖維全部進(jìn)入塑性狀態(tài)，在凸模上升去除外力后，彈性變形消失，也會(huì)出現(xiàn)彈性回彈?；貜検前辶铣尚沃胁豢杀苊獾默F(xiàn)象，它的存在影響零件成形精度，增加試、修模以及成形后校形的工作梁，故在生產(chǎn)實(shí)際中迫切需要采取行之有效的措施。零件的最后回彈是整個(gè)成形歷史的積累效應(yīng)，而

14、板料成形過(guò)程與模具幾何形狀、材料特性、摩擦接觸等諸多因素密切相關(guān)，所以板料成形的回彈問(wèn)題非常復(fù)雜。覆蓋件拉深成形的回彈控制一般從兩方面入手：一是通過(guò)改變成形過(guò)程的邊界條件，如板料形狀、壓邊力、模具圓角、摩擦狀態(tài)等因素來(lái)減少回彈，這類方法為工藝控制法；另一種途徑是在特定的工藝條件下預(yù)測(cè)或?qū)崪y(cè)回彈量的大小，然后通過(guò)修正模具形狀使回彈后的零件形狀恰好符合設(shè)計(jì)要求，該方法為幾何補(bǔ)償法。在實(shí)際中，兩種方法一般聯(lián)合使用，以達(dá)到最佳效果。1.2 CAE技術(shù)的發(fā)展1.2.1 CAE技術(shù)的作用CAE系統(tǒng)是包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程分析、數(shù)據(jù)管理、試驗(yàn)、仿真和制造在內(nèi)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的綜合系統(tǒng)6。1.2.2 CAE

15、技術(shù)的發(fā)展CAE軟件是迅速發(fā)展中的計(jì)算力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、相關(guān)的工程科學(xué)、工程管理學(xué)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)相結(jié)合而形成的一種綜合性、知識(shí)密集型的信息產(chǎn)品7。CAE的理論基礎(chǔ)起源于20世紀(jì)40年代，數(shù)學(xué)家Courant第一次嘗試用定義在三角形區(qū)域上的分片連續(xù)函數(shù)的最小位能原理來(lái)求解Venant扭轉(zhuǎn)問(wèn)題以來(lái)，一些應(yīng)用數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和工程師也由于種種原因涉足有限元的概念，直到1960年以后，隨著電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，有限元技術(shù)依靠數(shù)值計(jì)算方法，迅速發(fā)展起來(lái)。而實(shí)用的CAE軟件誕生于上世紀(jì)70年代初期， 7080年代是CAE技術(shù)蓬勃發(fā)展的時(shí)期，其功能和算法也得到了進(jìn)一步擴(kuò)充和完善，到上世紀(jì)民80年

16、代中期，逐步形成了商品化的通用和專用CAE軟件，到80年代后期國(guó)際上已經(jīng)有NASTRAN，ANSYS，ABAQUS，DYN，MARC，ASKA，MODULEF，F(xiàn)ASTRAN等十多種知名的CAE軟件，而國(guó)內(nèi)也擁有了JIFEX，F(xiàn)EM，F(xiàn)EPS等CAE軟件。上世紀(jì)90年代是CAE技術(shù)的成熟壯大時(shí)期。而最近l5年CAE的發(fā)展，不僅是擴(kuò)充了軟件的功能、性能，更重要的是擴(kuò)充了用戶界面，前后處理能力，對(duì)數(shù)據(jù)管理和圖形部分，進(jìn)行了重大的改造，新增的軟件成分大都采用了面向?qū)ο蟮能浖夹g(shù)和C+語(yǔ)言8。1.3板料成形仿真技術(shù)1.3.1板料成形仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)由于板料成形仿真技術(shù)在板料沖壓生產(chǎn)，尤其是復(fù)雜覆蓋件

17、的沖壓加工中所處的地位和作用，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)沖壓產(chǎn)品的“精、省、凈” 要求以及先進(jìn)沖壓成形技術(shù)的形成和發(fā)展，為新一代沖壓成形仿真技術(shù)提出了一系列新要求和新的研究課題，也決定了其未來(lái)發(fā)展方向 9,11。該項(xiàng)技術(shù)的未來(lái)工作重點(diǎn)包括： (1)進(jìn)一步提高仿真精度和效率。重點(diǎn)突破殘余應(yīng)力計(jì)算及回彈預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性；發(fā)展快速有限元仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“當(dāng)天工程”、甚至“2小時(shí)工程”；同時(shí)，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究，以更好地解決復(fù)雜變形路徑等基礎(chǔ)性問(wèn)題。(2)加強(qiáng)初始化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的研究。初始方案，作為計(jì)算分析的起點(diǎn)和方案修改的基礎(chǔ)，至今仍靠有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員來(lái)完成。迫切需要將知識(shí)庫(kù)工程 (KEB)、專家系統(tǒng)(Es)、

18、人工智能(AI)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法等與有限元仿真軟件相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能化初始方案的確定，減少對(duì)工藝專家的依賴。(3)加強(qiáng)與基礎(chǔ)試驗(yàn)的結(jié)合。材料性能參數(shù)、本構(gòu)關(guān)系、摩擦狀態(tài)、起皺與破裂判據(jù)等數(shù)據(jù)都來(lái)自試驗(yàn)，其真實(shí)性、準(zhǔn)確性是限制仿真分析精度和可靠性的重要因素之一。尤其對(duì)某些新材料，更需要依賴大量的基礎(chǔ)試驗(yàn)建立和確定能精確描述其變形行為的本構(gòu)模型。(4)提高成形分析的能力。主要是提高對(duì)復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)覆蓋件的起皺、破裂、回彈的預(yù)測(cè)能力；提高對(duì)非比例及循環(huán)往復(fù)加載等復(fù)雜加載方式下材料變形的跟蹤分析能力；不僅提高對(duì)拉深工序的成形仿真及回彈預(yù)測(cè)能力，而且提高相應(yīng)翻邊、切邊等工序的回彈預(yù)測(cè)能力。(5)提高工藝條件的

19、優(yōu)化能力。借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、敏感度分析等數(shù)學(xué)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)主要工藝參數(shù)的優(yōu)化，對(duì)板材成形，尤其是復(fù)雜覆蓋件的成形過(guò)程進(jìn)行分析，并得到有關(guān)坯料幾何形狀、壓邊力、拉延筋布局及尺寸等的優(yōu)化工藝條件，用于指導(dǎo)工藝條件的優(yōu)化調(diào)整。從而使新一代沖壓成形仿真技術(shù)將向?qū)嵱没?12、全局優(yōu)化13 、智能化14 、集成化 15,16、并行化 17、協(xié)同化15,16等方向發(fā)展。1.3.2板料成形仿真軟件DYNAFORMDYNAFORM發(fā)展歷程上世紀(jì)90年代初，DYNAFORM結(jié)合了大量的自動(dòng)特征與LSDYNA的非線性有限元顯示算法，成為了強(qiáng)大的沖壓工藝求解有限元工具。DYNAFORM已被金屬成

20、形工業(yè)廣泛地用于解決復(fù)雜的成形問(wèn)題，如起皺、滑移、剪切、變薄量和回彈等。上世紀(jì)9 O年代末，P C版DYNAFORM首次開發(fā)，以方便那些主要在PC機(jī)上使用微軟操作系統(tǒng)的用戶。由于DYNAFORM模塊不斷增多、功能不斷加強(qiáng)，DYNAFORM的開發(fā)人員決定統(tǒng)一PC和UnixLinux平臺(tái)，以避免重復(fù)勞動(dòng)并提高易用性能。因此PC版DYNAFDRM是基于Unix平臺(tái)5O版開發(fā)出來(lái)的，即從20版直接提升到50版。DYNAF0RM一直受到模具工業(yè)界的好評(píng)和歡迎。但用戶也DYNAFDRM提出了新的要求。為了滿足用戶方便設(shè)置各種成形工藝的需求，又增加了快速設(shè)置模塊(0S)和自動(dòng)設(shè)置模塊(AutoSetup)，

21、這些功能模塊采用與實(shí)際沖壓流程一致的方式進(jìn)行工藝導(dǎo)航，從而快速地進(jìn)行各種工藝設(shè)置。DYNAFORM 5.5新功能1模面工程D F E模塊(即模面工程模塊)，是為了滿足沖壓工藝CAE分析工程師快速設(shè)計(jì)拉延模而開發(fā)的，利用該模塊可以直接依據(jù)零件生成壓邊圈、工藝補(bǔ)充面以及拉延筋等。DFE提供了大量的修改工具，允許用戶方便地設(shè)計(jì)、修改模面。在DFE中可以完成如下功能：手動(dòng)自動(dòng)調(diào)整沖壓方向、倒圓角、裁減、光順邊界線、壓邊圈設(shè)計(jì)、工藝補(bǔ)充面設(shè)計(jì)、拉延筋設(shè)計(jì)以及拉延坎設(shè)計(jì)等。DFE另一大功能是二次設(shè)計(jì)功能二次設(shè)計(jì)功能允許用戶在已存在相似的或經(jīng)過(guò)少量改動(dòng)的產(chǎn)品模面上快速開發(fā)新的模面。以往的模具開發(fā)信息被存儲(chǔ)在

22、知識(shí)庫(kù)中，有效地利用這些信息，就可以進(jìn)行新產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)或類似的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，可以有效減少新模具的開發(fā)時(shí)間。2板料設(shè)計(jì)工程為滿足 中壓過(guò)程中“能提供一種快速估算零件尺寸并對(duì)沖壓件報(bào)價(jià)”的功能需求，兩年前，BSE模塊最先在DYNAFORM 50基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)，問(wèn)世后就被廣泛用于沖壓零件尺寸的設(shè)計(jì)了。BSE的功能主要包括：零件的展開、板料設(shè)計(jì)、坯料排樣、可成形性能快速評(píng)估和MSTEP求解器等。目前， BSE提供了五種排樣方案。BSE排樣功能可以幫助用戶求解出最優(yōu)的排樣方法和最高的材料利用率，并自動(dòng)輸出HTML格式的排樣報(bào)告，該報(bào)告中還包含了成本預(yù)算。BSE不僅能將零件展平，還能將零件在曲面上展開，能夠

23、方便地求得所需的切邊線。用戶也可以對(duì)邊界線進(jìn)行修改、光順，還可以直接用于網(wǎng)格劃分和沖壓仿真的模擬運(yùn)算。求出的邊界線可以用IGES格式導(dǎo)出，以便使用其他軟件進(jìn)行讀取、修改。3管材液壓成形采用液壓成形技術(shù)后得到的零件是整體結(jié)構(gòu)，比焊接而成的結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固、成本更低，且整體結(jié)構(gòu)性能更好。因此，該技術(shù)近年來(lái)在汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中日益受到人們的重視。隨著液壓成形件在汽車工業(yè)上被廣泛采用，也促進(jìn)了液壓成形模擬仿真軟件的發(fā)展。除了一些特殊要求(如管材彎曲、壓力加載等)外，液壓成形工藝與通常的沖壓成形工藝很相似。在DYNAFORM 55版中，增加了一個(gè)全新的液壓成形模塊，用戶可以利用該模塊進(jìn)行有心軸、無(wú)有心軸的管材成

24、形模擬仿真。為加強(qiáng)此功能，客戶可以設(shè)置幾種不同類型的心軸。針對(duì)液壓成形，用戶可以通過(guò)圖形界面快速設(shè)置各種預(yù)成形、液壓成形問(wèn)題，也可以通過(guò)設(shè)置“壓力”或選擇“體積”的方式控制液壓成形工藝。4沖壓過(guò)程仿真DYNAFORH擁有強(qiáng)大的前處理功能，如劃分網(wǎng)格功能、定義拉延筋、壓邊力、成形速度以及材料參數(shù)等。后處理分析功能，能對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行精確分析，預(yù)測(cè)各種成形過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，如FLD成形極限圖、厚度云圖、坯料流動(dòng)、變薄量云圖、應(yīng)力云圖、主次應(yīng)變以及成形過(guò)程的任意位置坯料形狀等。DYNAFORM準(zhǔn)確的結(jié)果分析和報(bào)告功能，為模具設(shè)計(jì)人員快速地設(shè)計(jì)高質(zhì)量模具提供了保障。新的版本還增加了AutoSetep

25、功能，以方便地設(shè)置成形、二次成形、切邊、翻邊以及回彈等工序，并可以在同一個(gè)界面中設(shè)置相關(guān)的工藝參數(shù)。利用沖壓過(guò)程仿真可以在模具加工之前預(yù)測(cè)模具設(shè)計(jì)和成形的問(wèn)題，縮短試模時(shí)間，幾個(gè)小時(shí)的仿真工作可以節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)數(shù)百小時(shí)的時(shí)間。成形仿真允許用戶試驗(yàn)更經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案，可以在級(jí)進(jìn)模中減少工位，嘗試替代材料。對(duì)缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，DYNAFORM可以捕捉潛在的設(shè)計(jì)缺陷；對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，DYNAFORM為其嘗試更具有風(fēng)險(xiǎn)性的、更復(fù)雜的零件以及非傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)提供了更大的自由度，而以往這些開發(fā)工作需要花費(fèi)幾個(gè)月的時(shí)間。DYNAFORM總結(jié)使用DYNAFORM不僅縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期、提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量

26、、節(jié)省了人力物力，還能夠預(yù)測(cè)出重大設(shè)計(jì)缺陷并加以避免。近10年來(lái)，該軟件已成為模具、沖壓制造企業(yè)和汽車0EM廠商解決沖壓?jiǎn)栴}的最佳模擬仿真軟件。在DYNAFORM的最新版本中，包括DFE模塊、BSE模塊、THF模塊和Formability模塊，能夠更好地解決沖壓生產(chǎn)、模具設(shè)計(jì)過(guò)程中的各種工藝問(wèn)題。沖壓CAE技術(shù)的不斷發(fā)展促進(jìn)了汽車工業(yè)的不斷前進(jìn)，而模具工業(yè)的不斷發(fā)展以及計(jì)算機(jī)軟硬件的不斷發(fā)展也將繼續(xù)推動(dòng)CAE技術(shù)的發(fā)展。1.4 CAE技術(shù)在汽車覆蓋件沖壓的應(yīng)用隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和有限元理論的逐步成熟，現(xiàn)在汽車工業(yè)中普遍采用了Dynaform、Autoform、PAMStamp等軟件進(jìn)行成

27、形性分析來(lái)降低成本和新車型的開發(fā)周期18。因此覆蓋件沖壓CAE仿真技術(shù)已成為汽車模具制造的核心內(nèi)容。在國(guó)內(nèi)，由于發(fā)展和應(yīng)用只有幾年的時(shí)間，對(duì)于相關(guān)理論和應(yīng)用技術(shù)掌握能力尚不成熟，模擬精度低。在相關(guān)板料成形理論中，材料模型是影響有限元分析精度的主要因素，汽車覆蓋件成形和工藝的準(zhǔn)確性只有在材料模型準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上獲得19，20。因此對(duì)于企業(yè)的工程技術(shù)或開發(fā)人員，掌握板料成形分析技術(shù)中的基本材料模型和應(yīng)用方法，對(duì)提高覆蓋件沖壓成形的CAE分析精度，以及提高覆蓋件成形的質(zhì)量都具有重要作用。1.4.1基于Dynaform 的汽車覆蓋件沖壓成形及回彈仿真的研究近年來(lái)由于高強(qiáng)度薄鋼板和鋁合金板材在汽車薄板殼類零

28、件中的大量使用，沖壓件成形回彈問(wèn)題成了沖壓成形領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。據(jù)估計(jì)僅僅在美國(guó)汽車行業(yè)每年由于成形回彈而造成的損失就超過(guò)五千萬(wàn)美元21。為彌補(bǔ)回彈造成的成形偏差，需調(diào)整工藝或修正模具，這項(xiàng)工作會(huì)增加制造準(zhǔn)備時(shí)間，所以說(shuō)，回彈控制是覆蓋件成形研究中極其重要的問(wèn)題。從上世紀(jì)70年代起，有限元法開始應(yīng)用于板料成形過(guò)程的模擬22，各種成熟的CAE仿真軟件紛紛應(yīng)用于模具成形產(chǎn)業(yè)中，有效解決了成形件拉裂、起皺的預(yù)測(cè)問(wèn)題。近年來(lái)在回彈的仿真計(jì)算方面也取得了許多進(jìn)展，如Du，et al23采用靜態(tài)隱式算法和動(dòng)一靜態(tài)聯(lián)合算法仿真汽車頂弧成形和后加強(qiáng)板切邊時(shí)的回彈，F(xiàn)inn，et al24采用動(dòng)一靜態(tài)算法計(jì)算

29、汽車前翼子板成形中的回彈，Kawka等25進(jìn)行了復(fù)雜零件的多步成形回彈的仿真研究。為了解決汽車覆蓋件沖壓成形過(guò)程中的回彈問(wèn)題，基于現(xiàn)有的理論和方法，筆者嘗試以某型汽車底座橫梁外板為研究對(duì)象，采用板料成形仿真軟件Dynaform，在計(jì)算機(jī)上模擬沖壓成形及回彈的過(guò)程，預(yù)測(cè)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的回彈量，并研究出一些控制回彈的有效措施。板料沖壓成形與回彈的數(shù)值模擬板料沖壓計(jì)算機(jī)仿真的核心是應(yīng)用數(shù)值方法來(lái)分析和研究金屬板料塑性成形問(wèn)題。有限元法是目前板料成形與回彈數(shù)值分析最有效的方法。板料成形與回彈的數(shù)值模擬涉及到幾何非線性、材料非線性和接觸非線性問(wèn)題的分析和計(jì)算。隨著數(shù)值分析技術(shù)、塑性成形理論和計(jì)算

30、機(jī)性能的發(fā)展，以及對(duì)沖壓過(guò)程越來(lái)越深刻的認(rèn)識(shí)和理解，從上世紀(jì)70年代后期開始，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，板料成形回彈數(shù)值模擬技術(shù)逐步成熟。板料沖壓成形回彈仿真的流程成形和回彈是兩個(gè)既相關(guān)聯(lián)又各自獨(dú)立的過(guò)程，通常所說(shuō)的成形過(guò)程一般不包括回彈在內(nèi)，而完整的沖壓成形的回彈仿真過(guò)程應(yīng)包含兩個(gè)過(guò)程：沖壓成形(加載)過(guò)程的仿真和回彈(卸載)過(guò)程仿真。前一步計(jì)算是回彈過(guò)程模擬的基礎(chǔ)，為其提供應(yīng)力、應(yīng)變等數(shù)據(jù)。完整的回彈仿真模式見下圖1.1。26圖1.1沖壓成形過(guò)程的仿真和回彈過(guò)程仿真回彈仿真的實(shí)現(xiàn)過(guò)程(1)導(dǎo)入成形仿真的結(jié)果文件。在Dynaform的前處理器中，導(dǎo)入成形仿真過(guò)程中計(jì)算生成的結(jié)果DYANIN文件，該

31、文件包含成形過(guò)程中板料所有的應(yīng)力、應(yīng)變等情況。(2)定義毛坯，選擇回彈仿真計(jì)算用的殼單元公式，積分點(diǎn)個(gè)數(shù)，定義毛坯的材料屬性。(3)導(dǎo)人切邊線，對(duì)零件進(jìn)行切邊過(guò)程的仿真。(4)設(shè)置回彈約束。回彈分析時(shí)，必須施加適當(dāng)?shù)奈灰萍s束排除剛性運(yùn)動(dòng)。按照零件的變形情況添加邊界條件，限制板料剛性位移。(5)根據(jù)計(jì)算情況選擇單步或多步隱式算法。(6)后置處理，打開回彈仿真的結(jié)果文件，查看零件回彈前的情況和回彈后的應(yīng)變情況。2 模擬分析及結(jié)果分析2.1網(wǎng)格劃分本文通過(guò)使用Dynaform軟件對(duì)于汽車內(nèi)門板沖壓成型進(jìn)行分析。首先對(duì)于在UG中已繪制完成的汽車內(nèi)門板三維圖（圖2.1）進(jìn)行前期設(shè)置。圖2.1 汽車內(nèi)門板

32、三維圖進(jìn)入Dynaform后，首先導(dǎo)入汽車內(nèi)門板igs文件。圖2.2中性層圖2.2即為汽車內(nèi)門板igs文件的中性層。隨后對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格的劃分。圖2.3 網(wǎng)格劃分圖2.3中可以看到，選用Tool Mesh，初始設(shè)置最大尺寸30，最小尺寸5。網(wǎng)格情況如圖，劃分不均勻，沖壓變形區(qū)網(wǎng)格極為集中。圖2.4 最終網(wǎng)格劃分最大尺寸30，最小尺寸改為10。見圖2.4，能夠得到比較理想的網(wǎng)格劃分圖。所以最終采用最大尺寸30，最小尺寸10的網(wǎng)格劃分。2.2排樣結(jié)果排樣問(wèn)題是指需要開料的工件在板料上的布置和開切方式。選擇合理的排樣布局方式，是提高材料利用率、降低生產(chǎn)成本和保證工件質(zhì)量的有效措施。排樣起先是指沖裁件在條

33、料、帶料、板料上的布置方式。選擇合理的排樣方式和適當(dāng)?shù)拇畋阒担翘岣卟牧侠寐?、降低生產(chǎn)成本和保證工件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。根據(jù)沖裁件在板料上的布置方式，排樣形式有直排、單行排、多行排、斜排、對(duì)頭直排和對(duì)頭斜排等 多種排列方式。利用Dynaform的BSE（坯料工程）對(duì)原igs進(jìn)行板料尺寸計(jì)算。見圖2.5中的綠色邊線即為計(jì)算后所得尺寸圖，此邊線代表沖壓該內(nèi)門板所需板料尺寸。圖2.5 坯料計(jì)算隨后利用該坯料邊線進(jìn)行排樣計(jì)算。使用坯料工程中BLANK NESTING。排樣方案見圖2.6。（a） 排樣方案1（b） 排樣方案2（c） 排樣方案3（d） 排樣方案4（e） 排樣方案5圖2.6排樣方案表

34、1 排樣方案的比較AnglePitchWidthUtilization排樣方案188.01640.547mm1677.257mm94.536%排樣方案20.01679.268mm1645.145mm94.159%排樣方案30.01679.268mm3289.127mm94.193%排樣方案4180.01679.268mm3289.127mm94.193%排樣方案50.01679.268mm3292.23mm94.104%根據(jù)材料的利用率（見表1），最終選擇排樣1。2.3模擬過(guò)程分析及討論通過(guò)專用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口 IGES將曲面模型轉(zhuǎn)入ETADynaform分析軟件，采用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)劃分曲面

35、網(wǎng)格，將單元?jiǎng)澐譃樗倪呅尉W(wǎng)格，并對(duì)劃分的網(wǎng)格進(jìn)行檢查及修補(bǔ)。按照實(shí)際工作模具的參數(shù)來(lái)調(diào)整沖壓方向、設(shè)計(jì)壓料面及工藝補(bǔ)充面，模具間隙。完成前期設(shè)置后，則可采用傳統(tǒng)設(shè)置、快速設(shè)置以及自動(dòng)設(shè)置對(duì)其進(jìn)行沖壓模擬。本文通過(guò)自動(dòng)設(shè)置對(duì)汽車內(nèi)門板的沖壓工藝進(jìn)行分析。選入自動(dòng)設(shè)置，將將四個(gè)層（內(nèi)門板中性、壓邊圈、凸模以及凹模）分別導(dǎo)入，并且選擇材料DP600（見圖2.7，材料DP600延伸率曲線）。圖2.7 材料DP600延伸率曲線在模擬分析進(jìn)行之前，將四個(gè)層調(diào)試到合理位置。見圖2.8。圖2.8 層調(diào)試2.3.1參數(shù)一打開“自動(dòng)設(shè)置”窗口，點(diǎn)擊“工具”按鈕，將punch、die、binder的摩擦系數(shù)均設(shè)為默

36、認(rèn)值，見圖2.9（鋼用0.125）。圖2.9壓邊圈摩擦系數(shù)設(shè)置點(diǎn)擊“板坯”按鈕，設(shè)置材料厚度為1.0mm，見圖2.10。圖2.10 材料厚度設(shè)置點(diǎn)擊“工序”按鈕，設(shè)置binder速度為2000mm/s，凹模位置固定，見圖2.11。圖2.11 壓邊速度設(shè)置點(diǎn)擊“drawing”按鈕，將凸模速度3000mm/s，壓邊力200000 N，見圖2.12。圖2.12凸模速度、壓邊力設(shè)置模擬結(jié)果見下圖2.13、2.14、2.15。圖2.13 FLD圖如圖2.13可以看出在凸模圓角區(qū)域有大面積的破裂區(qū)（紅色區(qū)域），且破裂比較集中，結(jié)果很不理想。褶皺（紫色區(qū)域）主要出現(xiàn)在壓邊部位。安全區(qū)（綠色區(qū)域）分布較廣，

37、主要出現(xiàn)在拉伸面。圖2.14 厚度分布圖2.15 應(yīng)力分布圖如圖2.14，通過(guò)厚度分布圖來(lái)看，凸模圓角區(qū)域（紅色區(qū)域）的厚度很小大致為0.2mm，其他區(qū)域（綠色區(qū)域）的厚度約為0.7mm。通過(guò)圖2.15應(yīng)力分布圖看出，在破裂區(qū)域（黃綠色區(qū)域）應(yīng)力較大，大致為0.9Mpa,這是造成破裂產(chǎn)生的主要原因，其他區(qū)域（藍(lán)色區(qū)域）應(yīng)力為0.007Mpa，應(yīng)力較小。2.3.2參數(shù)二根據(jù)參數(shù)一得模擬結(jié)果對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。如圖2.16,點(diǎn)擊“自動(dòng)設(shè)置”窗口，點(diǎn)擊“工序”按鈕，減慢壓邊速度到2000mm/s，減小壓邊力到500000N。圖2.16 凸模速度、壓邊力設(shè)置模擬結(jié)果見下圖2.17、2.18、2.19。圖2

38、.17 FLD圖如圖2.17，可以看出在原來(lái)的破裂區(qū)域（紅色區(qū)域）仍有大面積的破裂，而且還有變大的趨勢(shì)，調(diào)整的參數(shù)沒(méi)有起到很大的效果。褶皺區(qū)域（紫色區(qū)域）也基本與第一次模擬大致相同。圖2.18 厚度分布圖圖2.19應(yīng)力分布圖從結(jié)果來(lái)看，破裂沒(méi)得到太大改善，破裂區(qū)很大。不過(guò)從圖2.18厚度分布圖來(lái)看，倒角區(qū)域（紅色區(qū)域）的厚度有所增加為0.4mm。從圖2.19看出倒角區(qū)域（紅黃色區(qū)域）應(yīng)力增加了，為0.98Mpa。2.3.3參數(shù)三考慮到參數(shù)二的改變對(duì)于減小破裂沒(méi)有特別大作用，所以參數(shù)三改變了壓邊圈的摩擦系數(shù)，點(diǎn)擊“工具”按鈕，將binder的摩擦系數(shù)設(shè)置為0.07（用戶自定義設(shè)置），并點(diǎn)擊“工序

39、”按鈕，進(jìn)一步的減小沖模速度和壓邊力，分別為1000mm/s,20000N，見圖2.20，2.21。圖2.20 壓邊圈摩擦系數(shù)設(shè)置圖2.21 凸模速度、壓邊力設(shè)置模擬結(jié)果見下圖22、23、24。圖2.22 FLD圖從圖2.22可以看出在原破裂區(qū)域（紅色區(qū)域）中破裂點(diǎn)極大的減小，只有出現(xiàn)了2個(gè)小紅點(diǎn)，效果十分的明顯，可以看出摩擦系數(shù)對(duì)于破裂的控制有極大的作用。而且在壓邊區(qū)域的褶皺（紫色區(qū)域）也只是零星的分布。圖2.23 厚度分布圖圖2.24 應(yīng)力分布圖從圖2.23可以看出厚度變化的問(wèn)題得到了改善。在倒角部分形成一條細(xì)長(zhǎng)的黃色區(qū)域，厚度為0.85mm左右，其中零星分布了些紅點(diǎn)厚度為0.75mm左右

40、。從圖2.24可以看出倒角部分的綠色區(qū)域應(yīng)力為0.169Mpa，其中有2點(diǎn)紅色應(yīng)力為0.3Mpa，得到了很大改善。總體來(lái)說(shuō)這一次參數(shù)的優(yōu)化在一定程度上來(lái)說(shuō)是十分成功的。2.3.4參數(shù)四由參數(shù)三的模擬結(jié)果得出摩擦系數(shù)對(duì)于破裂的控制很有效果，但是經(jīng)過(guò)隨后幾次的參數(shù)設(shè)置改變之后，破裂雖然得到很好的控制但是破裂仍未消失，故考慮嘗試一下將板材的厚度增加到2mm，見圖2.25。圖2.25材料厚度設(shè)置點(diǎn)擊“工具”按鈕，將binder的摩擦系數(shù)設(shè)置為0.06（用戶自定義設(shè)置），并點(diǎn)擊“工序”按鈕，將沖模速度和壓邊力分別設(shè)置為1000mm/s和500000N，見圖2.26、2.27。圖2.26 壓邊圈摩擦系數(shù)設(shè)

41、置圖2.27 凸模速度和壓邊力設(shè)置模擬結(jié)果見下圖2.28、2.29、2.30。圖2.28 FLD圖圖2.29 厚度分布圖圖2.30 應(yīng)力分布圖從圖2.28的FLD圖看到?jīng)]有破裂點(diǎn)，側(cè)面拉伸區(qū)域基本上為安全區(qū)域（綠色區(qū)域）。從圖2.29厚度分布圖看，在原先破裂的地方（紅色點(diǎn)）厚度較薄為0.7mm左右，而且從圖2.30應(yīng)力分布圖可以看出在原先破裂的地方應(yīng)力為0.3Mpa。零件的厚度分布與應(yīng)力的分布及大小基本與參數(shù)四相同，結(jié)果較令人滿意。2.3.5參數(shù)五參數(shù)四的結(jié)果各項(xiàng)結(jié)果都大都比較滿意，就是褶皺較多，所以參數(shù)五的設(shè)置就圍繞著減小褶皺來(lái)設(shè)置，如圖2.31，點(diǎn)擊“自動(dòng)設(shè)置”窗口，點(diǎn)擊“工序”按鈕，將壓

42、邊力設(shè)到1000000N。圖2.31 壓邊力設(shè)置模擬結(jié)果見下圖2.32、2.33、2.34。圖2.32 FLD圖圖2.33 厚度分布圖圖2.34 應(yīng)力分布圖由圖2.33和圖2.34，厚度分布狀況與應(yīng)力分布狀況與參數(shù)四基本沒(méi)有改變。但是從圖2.32的FLD圖中的紫色的褶皺區(qū)域可以看出要比參數(shù)四有減小。2.4結(jié)果分析五次模擬參數(shù)見表2表2 模擬方案參數(shù)及結(jié)果材 料厚度（mm/s）壓邊圈摩擦系數(shù)凸模摩擦系數(shù)壓邊圈速度（mm/s）壓邊力（N）凸模速度(mm/s)結(jié)果（破裂，褶皺）參數(shù)一DP6001.00.1250.12520002000003000破 裂多，褶皺參數(shù)二DP6001.00.1250.12

43、520005000002000破裂無(wú)改變，褶皺參數(shù)三DP6001.00.070.1252000200001000破裂少，褶皺參數(shù)四DP6002.00.060.12520005000001000無(wú)破裂，褶皺參數(shù)五DP6002.00.060.125200010000001000無(wú)破裂，褶皺改善根據(jù)以上數(shù)據(jù)相比較：1、根據(jù)方案二、三對(duì)比，可以看出：隨著壓邊圈摩擦系數(shù)的減小、凸模速度的減小，成形零件上的破裂減少，褶皺減少。2、根據(jù)方案三、四對(duì)比，可以看出：隨著板料厚度的增加，成形零件上的破裂減少。3、根據(jù)方案四、五對(duì)比，可以看出：隨著壓邊力的增加，成形零件上的褶皺減少。得出結(jié)論：厚度的增加和壓邊圈摩擦

44、系數(shù)的減小有利于破裂點(diǎn)的減小，同時(shí)壓邊力的增加有利于褶皺的減小。3結(jié)論根據(jù)分析可以得出：1、隨著壓邊圈摩擦系數(shù)的減小、凸模速度的減小，成形零件上的破裂減少，褶皺減少。2、隨著板料厚度的增加，成形零件上的破裂減少。3、隨著壓邊力的增加，成形零件上的褶皺減少。要獲得良好的沖壓結(jié)果，必須合理調(diào)整各沖壓工藝參數(shù)。致 謝本研究及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師蘇鈺老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，蘇老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。兩年多來(lái)，蘇老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微

45、不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向蘇老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過(guò)大學(xué)4年的各位同們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們! 參考文獻(xiàn)1謝暉基于CAE的沖壓工藝分析理論與關(guān)鍵技術(shù)研究 D長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)，20032鐘志華，李光耀薄板沖壓成型過(guò)程的計(jì)算機(jī)仿真與應(yīng)用 M北京：北京理工大學(xué)出版社，19983蔣鏡昱，印雄飛板料成形過(guò)程的數(shù)值模擬技術(shù) J

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48、verse approach J Computers and Structures，2000，78 (13)：13314812李德群，張宜生模具企業(yè)數(shù)字制造技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展JCADCAM與制造業(yè)信息化，2003(7)： 1O一1513謝暉，鐘志華基于CAE和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的壓邊力優(yōu)化 J機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2004，4O(7)：10510914馮天飛，施法中板料沖壓成形有限元分析軟件的智能化J塑性工程學(xué)報(bào)，2003，10(1)：444615陳煒，高霖，楊繼昌車身覆蓋件模具數(shù)字化制造技術(shù)J中國(guó)機(jī)械工程，2004，15 (24)：2195219816楊建華，潘偉，何丹農(nóng)面向?qū)ο蟮陌辶铣尚芜^(guò)程模具集成化設(shè)計(jì)思想

49、J模具技術(shù)，2001(5)：1317謝暉，鐘志華，李光耀，等板料沖壓數(shù)值模擬的并行計(jì)算與應(yīng)用J中國(guó)機(jī)械工程，2003，14 (21)：184218418徐偉力，林忠欽，劉罡，等車身覆蓋件沖壓方針的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)J機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2000，36 (7)：1419蘭鳳崇，王玉超，陳吉清汽車覆蓋件沖壓成形仿真研究進(jìn)展J計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2007， 13(8)：1586159620Frederic BarlatMaterial modeling for sheet metal forming simulations Proceeding of the 7th international confere

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51、tal stamping by a finite element methodJApp1mechTransASME，1978， 45：73 8223 Du CQ，Zhang L，et a1Springback prediction in sheet forming simulationRSAE，Trans，Section5。US：1994：70771724 Pinn MJ，Callbraith P CUse of coupled explicit-inplicit solver for cakulating springback in antoumotive body panelsjJ Mas

52、ter Processing Tech，1995，50：39540925 Kawka M ，Kahita T，Makinouchi ASimulation of multi-step sheet metal forming process by a static explicit FEM codeJ J Mater Processing Tech，1998，2 ：54 5926 陳文亮板料成形CAE分析教程M北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2005譯文集成的CAD / CAM / CAE技術(shù)/對(duì)金屬成形過(guò)程的發(fā)展摘要為了減少交貨時(shí)間和投資的金屬成型工藝的開發(fā)成本，VPM的技術(shù)融合（虛擬原型制造）和PPM

53、（物理原型制造與并行工程的概念）是必要的。在這個(gè)文章中，技術(shù)的集成CAD / CAM / CAE技術(shù)作為實(shí)際VPM的一部分，快速原型制造（快速成型技術(shù)），作為實(shí)際PPM的部分方法，是形成金屬是調(diào)查，以改進(jìn)在審判效率和產(chǎn)品的開發(fā)過(guò)程中形成的金屬模具。該技術(shù)集成并不一定需要的常規(guī)試驗(yàn)制造模具和包括素描，加工和最終處理部分。該技術(shù)整合也可以考慮，如幾何復(fù)雜的過(guò)程特征，工藝參數(shù)的影響，工件流模式，變形引起的缺陷等，以便能夠減少設(shè)計(jì)階段的試驗(yàn)和錯(cuò)誤。1 介紹制造業(yè)的最新趨勢(shì)的特點(diǎn)是可以的靈活性和產(chǎn)品由于制造技術(shù)和客戶的各種優(yōu)惠快速發(fā)展的復(fù)雜性。如今的趨勢(shì)和日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)需要快速和成本有效的高品質(zhì)產(chǎn)品開發(fā)

54、，設(shè)計(jì)和功能，以滿足快速變化的市場(chǎng)需求。特別是，設(shè)計(jì)和試驗(yàn)產(chǎn)品制造，模具，這需要很長(zhǎng)的籌備時(shí)間，由于如此多的試驗(yàn)和錯(cuò)誤，以及在發(fā)展錯(cuò)誤，持有這個(gè)技術(shù)可以減少時(shí)間和投資成本。金屬成型深感有關(guān)的設(shè)計(jì)和制造的總體框架，以及在與并行工程的概念，新的制造技術(shù)是必要的。新的生產(chǎn)工藝，包括造型，設(shè)計(jì)，分析，原型設(shè)計(jì)，測(cè)試和制造。并行工程的基本概念，是與產(chǎn)品開發(fā)程序的所有活動(dòng)都同時(shí)進(jìn)行，他們應(yīng)該從作為一個(gè)綜合設(shè)置的開始處理。并行工程成為能以減少開發(fā)時(shí)間和投資成本，以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。此外，它可以有效地連接虛擬原型制造（VPM）的技術(shù)，包括CAD / CAM / CAE技術(shù)和物理原型制造（PPM）的技術(shù)，包括快速

55、原型/模具/制造。VPM的技術(shù)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：容易理解的產(chǎn)品是制造和工藝參數(shù)，從設(shè)計(jì)階段部分配置的影響進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查。PPM的技術(shù)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：符合的幾何風(fēng)格，符合人體工程學(xué)的研究評(píng)估，可制造性檢查，和其他功能測(cè)試。在VPM之間和PPM的技術(shù)連接需要非常有金屬成形。Schreiber和Clyens制備復(fù)合沖裁工具使用激光切割片。 Walczyk和Hart開發(fā)了一種新的快速模具（RT）的金屬板材成形模具使用方法閉環(huán)成形的有限元分析（有限元分析系統(tǒng)），快速制造機(jī)，利用激光三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)調(diào)查了該用的金屬成形過(guò)程有限元分析的快速原型設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)并行工程方法。Park and Yang研究了原型和模具/模具制造技術(shù)，利用快速成型（SLA）的發(fā)展。Chua 等人作出的關(guān)于其在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造相關(guān)的一個(gè)VP和RP比較研究。