Simcenter 3D Solutions Simcenter 3D在钣金成型分析中的应用 （第二部分）
2022-12-19T06:13:38.000-0500
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摘要
使用Simcenter 3D高级非线性分析功能可以非常好的对钣金成型过程进行仿真分析，预测零件在成型过程中的回弹分析、褶皱等缺陷的产生位置等，为钣金产品的设计提供可靠的依据。
详细信息
2.4支持多种求解器
Simcenter 3D提供多种求解器的支持，包括结构求解器、流体求解器以及电磁求解器。对于钣金成型分析使用的结构求解器，Simcenter 3D可以提供NX Nastran、Samcef、MSC Nastran、ANSYS、Abaqus、LS-Dyna等常见结构求解器，包括生成各种结构求解器的网格模型，定义符合各种结构求解器要求的边界条件、生成各种结构求解器的计算输入文件并提交给结构求解器进行计算，在计算完成后，Simcenter 3D支持对计算完的结果进行后处理并生成计算报告。下图显示的是Simcenter 3D支持的求解器的种类。
2.5计算过程监控功能
Simcenter 3D 计算提交服务提供了一种即时计算结果查看功能，该功能可以实时查看当前计算的结果，包括：位移、残余力（矩）、接触力（矩）等变量，可以方便的查看当前计算的结果。如下图所示：
通过计算过程监控的功能，可以及时检查仿真过程是否正确，如果不正确，可以及时终止计算。因为钣金成型过程是高度非线性的过程，所以计算时间一般也较长，而计算过程监控功能可以提供及时发现计算过程中的错误，并修改错误的机会，而不必等到计算完成之后检查计算结果才能发现错误，节约了大量的对仿真模型与设置进行修正的时间。
2.6统一的前后处理环境
Simcenter 3D提供特定学科的后处理工具，支持众多学科，包括结构分析、热力学分析、流体分析、声学分析、运动分析等。
对于钣金成型分析的计算结果，可以使用Simcenter 3D 提供的统一的前后处理环境对这些结果进行显示和分析。Simcenter 3D 提供的后处理功能包括：云图显示、动画显示、XY曲线显示、多方案计算结果对比、后处理结果计算等功能。
3.Simcenter 3D 在钣金成型分析中的应用示例
下面以某弯管钣金加工过程仿真为例，展示使用Simcenter 3D 进行钣金成型仿真的整个流程。
3.1几何理想化
首先对仿真对象——几何模型进行理想化工作，主要包括以下内容：
1. 弯管设备中的旋转端在加工过程中不是所有的几何部分都参与了，所以可以选择参与弯管过程的那部分部件模型进行网格划分，不参加网格过程的那部分部件模型可以将其隐藏起来。
2. 待加工管材是典型的薄壁零件，所以可以对其提取中面并划分为Shell单元，这样可以有效的减少网格模型的规模，提高计算速度。
理想化完的几何模型如下图所示：
3.2网格划分
完成了几何理想化工作后，开始对几何进行网格划分。其中实体部分选择CHEXA 8节点线性单元，中面部分选择CQUADR单元。为了方便定义边界条件，还生成了三个RBE2单元。如下图所示：
Simcenter 3D提供多种求解器的支持，包括结构求解器、流体求解器以及电磁求解器。对于钣金成型分析使用的结构求解器，Simcenter 3D可以提供NX Nastran、Samcef、MSC Nastran、ANSYS、Abaqus、LS-Dyna等常见结构求解器，包括生成各种结构求解器的网格模型，定义符合各种结构求解器要求的边界条件、生成各种结构求解器的计算输入文件并提交给结构求解器进行计算，在计算完成后，Simcenter 3D支持对计算完的结果进行后处理并生成计算报告。下图显示的是Simcenter 3D支持的求解器的种类。
2.5计算过程监控功能
Simcenter 3D 计算提交服务提供了一种即时计算结果查看功能，该功能可以实时查看当前计算的结果，包括：位移、残余力（矩）、接触力（矩）等变量，可以方便的查看当前计算的结果。如下图所示：
通过计算过程监控的功能，可以及时检查仿真过程是否正确，如果不正确，可以及时终止计算。因为钣金成型过程是高度非线性的过程，所以计算时间一般也较长，而计算过程监控功能可以提供及时发现计算过程中的错误，并修改错误的机会，而不必等到计算完成之后检查计算结果才能发现错误，节约了大量的对仿真模型与设置进行修正的时间。
2.6统一的前后处理环境
Simcenter 3D提供特定学科的后处理工具，支持众多学科，包括结构分析、热力学分析、流体分析、声学分析、运动分析等。
对于钣金成型分析的计算结果，可以使用Simcenter 3D 提供的统一的前后处理环境对这些结果进行显示和分析。Simcenter 3D 提供的后处理功能包括：云图显示、动画显示、XY曲线显示、多方案计算结果对比、后处理结果计算等功能。
3.Simcenter 3D 在钣金成型分析中的应用示例
下面以某弯管钣金加工过程仿真为例，展示使用Simcenter 3D 进行钣金成型仿真的整个流程。
3.1几何理想化
首先对仿真对象——几何模型进行理想化工作，主要包括以下内容：
1. 弯管设备中的旋转端在加工过程中不是所有的几何部分都参与了，所以可以选择参与弯管过程的那部分部件模型进行网格划分，不参加网格过程的那部分部件模型可以将其隐藏起来。
2. 待加工管材是典型的薄壁零件，所以可以对其提取中面并划分为Shell单元，这样可以有效的减少网格模型的规模，提高计算速度。
理想化完的几何模型如下图所示：
3.2网格划分
完成了几何理想化工作后，开始对几何进行网格划分。其中实体部分选择CHEXA 8节点线性单元，中面部分选择CQUADR单元。为了方便定义边界条件，还生成了三个RBE2单元。如下图所示：