Simcenter 3D Solutions Simcenter 3D在钣金成型分析中的应用 （第三部分）
2022-12-19T06:13:32.000-0500
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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
3.3解算方案定义
Simcenter 3D提供了SOL401/402高级非线性解算方案，可以用于钣金成型过程的仿真分析。在本例中使用了SOL401 Dynamics解算方案，用于计算钣金成型过程；使用SOL401 Static计算方案，用于计算钣金成型后的回弹过程。定义好的解算方案与子工况如下图所示：
3.4边界条件定义
根据弯管钣金成型工艺过程，分别定义仿真分析的边界条件，包括两类边界条件：仿真对象、约束。
仿真对象是用于定义不同零部件之间的接触关系，本案例中需要定义两个接触关系，分别是弯管设备（静止端）与代加工管材之间以及弯管设备（旋转端）与代加工管材之间。定义好的接触关系如下图所示：
根据弯管钣金成型过程，开始定义边界约束条件。本案例中的约束条件包括两种类型，一种是固定类型的，需要固定或限制零部件的在某个自由度上的活动，例如：弯管设备（静止端）需要定义一个固定约束来限制弯管设备（静止端）在任何一个自由度上的移动或旋转。第二种约束类型是强迫运动类型的，是用来驱动弯管设备（旋转端）在特定自由度完成特定的运动，最终完成弯管工艺过程的。定义好约束条件的模型如下图所示：
3.5提交计算&计算过程监控
完成上述工作后，可以将仿真模型生成仿真输入文件并提交给求解器进行计算。提交计算前，可以定义计算的相关参数，例如并行计算方式。Simcenter 3D 提供DMP/SMP两种并行计算方式，可以有效利用计算资源。还可以定义计算时使用内存的大小、计算时使用的临时文件目录等参数。
在计算过程中，可以使用计算过程监控功能随时查看计算过程结果云图，验证网格模型与边界条件的定义是否满足仿真需求。
3.6计算结果后处理
计算结束后，可以使用Simcenter 3D 后处理环境查看钣金成型仿真结果，可以通过云图、动画以及XY曲线等方式对计算结果进行显示。例如，可以生成塑性应变云图来查看被加工管材在弯管加工后的塑性应变的分布情况。
对于钣金成型过程产生的回弹现象，可以通过剖切图的方式显示：
4.结论
通过以上关键能力与典型案例的介绍可以看到，西门子Simcenter 3D 能够提供钣金工艺仿真所需要的各类仿真技术，可以实现钣金工艺仿真与设计、制造的无缝链接和快速设计迭代循环，形成连续的数字线索（Digital Threads），帮助客户实现“首次即正确”，为实现钣金成型过程数字化工程提供良好的支撑。
Simcenter 3D提供了SOL401/402高级非线性解算方案，可以用于钣金成型过程的仿真分析。在本例中使用了SOL401 Dynamics解算方案，用于计算钣金成型过程；使用SOL401 Static计算方案，用于计算钣金成型后的回弹过程。定义好的解算方案与子工况如下图所示：
3.4边界条件定义
根据弯管钣金成型工艺过程，分别定义仿真分析的边界条件，包括两类边界条件：仿真对象、约束。
仿真对象是用于定义不同零部件之间的接触关系，本案例中需要定义两个接触关系，分别是弯管设备（静止端）与代加工管材之间以及弯管设备（旋转端）与代加工管材之间。定义好的接触关系如下图所示：
根据弯管钣金成型过程，开始定义边界约束条件。本案例中的约束条件包括两种类型，一种是固定类型的，需要固定或限制零部件的在某个自由度上的活动，例如：弯管设备（静止端）需要定义一个固定约束来限制弯管设备（静止端）在任何一个自由度上的移动或旋转。第二种约束类型是强迫运动类型的，是用来驱动弯管设备（旋转端）在特定自由度完成特定的运动，最终完成弯管工艺过程的。定义好约束条件的模型如下图所示：
3.5提交计算&计算过程监控
完成上述工作后，可以将仿真模型生成仿真输入文件并提交给求解器进行计算。提交计算前，可以定义计算的相关参数，例如并行计算方式。Simcenter 3D 提供DMP/SMP两种并行计算方式，可以有效利用计算资源。还可以定义计算时使用内存的大小、计算时使用的临时文件目录等参数。
在计算过程中，可以使用计算过程监控功能随时查看计算过程结果云图，验证网格模型与边界条件的定义是否满足仿真需求。
3.6计算结果后处理
计算结束后，可以使用Simcenter 3D 后处理环境查看钣金成型仿真结果，可以通过云图、动画以及XY曲线等方式对计算结果进行显示。例如，可以生成塑性应变云图来查看被加工管材在弯管加工后的塑性应变的分布情况。
对于钣金成型过程产生的回弹现象，可以通过剖切图的方式显示：
通过以上关键能力与典型案例的介绍可以看到，西门子Simcenter 3D 能够提供钣金工艺仿真所需要的各类仿真技术，可以实现钣金工艺仿真与设计、制造的无缝链接和快速设计迭代循环，形成连续的数字线索（Digital Threads），帮助客户实现“首次即正确”，为实现钣金成型过程数字化工程提供良好的支撑。