板料成形专家DYNAFORM 转

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板料成形专家DYNAFORM  转
3.        DYNAFORM的功能  
DYNAFORM是由美国ETA公司和LSTC公司联合开发的用于板料成形模拟的专用软件包。DYNAFORM具有友好的用户界面、良好的操作性能，包括大量的智能化自动工具，可方便地求解各类板成形问题。DYNAFORM专门用于工艺及模具设计涉及的复杂板成形问题，如弯曲、拉深、成形等典型板料冲压工艺，液压成形、滚弯成形等特殊成形工艺；并可以预测成形过程中板料的裂纹、起皱、减薄、划痕、回弹，评估板料的成形性能，从而为板成形工艺及模具设计提供帮助。

DYNAFORM一直受到模具工业界的好评和欢迎，但用户也对DYNAFORM提出了新的要求。为了满足用户方便设置各种成形工艺的需求，又增加了快速设置模块（QS）和自动设置模块（AutoSetup）， 这些功能模块采用与实际冲压流程一致的方式进行工艺导航，从而快速地进行各种工艺设置。

DYNAFORM具有完备的前后处理功能，采用集成的操作环境，无须数据转换，实现无文本编辑，并提供了与CAD软件的接口、实用的几何模型建立功能。DYNAFORM的求解器采用业界著名、功能强大的动态非线性显式分析软件LS-DYNA；并采用工艺化的分析过程，包括影响冲压工艺的60余个因素，固化了丰富的实际工程经验，提供以DFE为代表的多种工艺分析模块。DYNAFORM可在PC、工作站、大型机等多种计算机上的Windows、Unix操作系统下使用，且具有较适用的二次开发功能。

模块功能介绍:
3.1. DYNAFORM/Formability 成形仿真模块

DYNAFORM 有数以万计的成形仿真经验 . 在目前 DYNAFORM 的成形仿真模块 (FS) 被认为是最好的模具分析工具 . 在模具加工之前预测成形问题 : 起皱 , 开裂 , 回弹 , 滑移线等.
成形仿真模块可以模拟冲压、压边、拉延、弯曲、回弹、多工步成形等典型钣金成形过程；液压成形、辊弯成形，拼焊板成形，多层材料成形等复杂成形问题，同时提供压机负载分析，压边力分析。在分析的基础上可以指导：
模具和产品设计；预测和消除成形缺陷；冲压工艺设计；润滑方案选择；拉延筋布置；指导冲压设备选择等。这个模块的基本特点有：

3.1.1 CAD 的直接接口:
eta/DYNAFORM 同时提供了多种 CAD 数据的接口（UG/CATIA/PROE/STEP/IGES/VDA 等）。

3.1.2自动网格划分功能:
eta/DYNAFORM 的模具网格自动划分与自动修补功能强大， 用最少的单元最大程度地逼近模具型面.初始板料网格自动生成器，可以根据模具最小圆角尺寸自动确定最佳的板料网格尺寸，并尽量采用四边形单元，以确保计算的准确性.
3.1.3快速建模 (Quick Setup)
Quick Set-up ，能够帮助用户快速地完成分析模型的设置，大大提高了前处理的效率。

3.1.4等效拉延筋
用等效拉延筋代替实际的拉延筋，大大节省计算时间，并可以很方便地在有限元模型上修改拉延筋的尺寸及布置方式

1.5多工步成形模拟
可以真实模拟多工步成形过程。前工序的变形结果带到下一工序中

3.1.6显式和隐式求解器
显、隐式无缝转换，eta/DYNAFORM 允许用户在求解不同的物理行为时在显、隐式求解器之间进行无缝转换，如在拉延过程中应用显式求解，在后续回弹分析当中则切换到隐式求解

3.1.7丰富的结果后处理
三维动态等值线和云图显示应力应变、工件厚度变化、成形过程等，在成形极限图上动态显示各单元的成形情况，如起皱，拉裂等；二维曲线估计成形力、压边力等

3.2. DYNAFORM/BSE 模块
BSE 模块提供估算坯料 , 智能优化排样结果。 提供改进的一步算法求解结果。是成本估算，产品成形性研究的强有力的工具。

BSE 模块——坯料设计工程，提供了完整、相对精准、业界一流的坯料设计解决方案，帮助用户预估坯料尺寸，优化排样方案以得到最佳的材料利用率；进行成本分析估算及模具报价。同时坯料设计工程内嵌的求解器还提供了厚度分布，成形极限图，应力分布和应变分布等丰富的分析结果等.

BSE的功能主要包括：零件的展开、板料设计、坯料排样、可成形性能快速评估和MSTEP求解器等。目前， BSE提供了五种排样方案。BSE排样功能可以帮助用户求解出最优的排样方法和最高的材料利用率，并自动输出HTML格式的排样报告，该报告中还包含了成本预算. BSE不仅能将零件展平，还能将零件在曲面上展开，能够方便地求得所需的切边线。用户也可以对边界线进行修改、光顺，还可以直接用于网格划分和冲压仿真的模拟运算。求出的边界线可以用IGES格式导出，以便使用其他软件进行读取、修改.
用户的需求再次促进了BSE模块的发展，BSE-IN-NX模块就是增加的特色功能之一，设计人员可以利用该功能直接在UGS公司的NX环境中使用BSE的所有功能.



模块特点：
3.2.1零件设计
中面自动生成 , 曲面修补和孔洞填充 ; 法兰展开，可设定展开的角度

3.2.2自动调整冲压方向
支持自动计算出优化的冲压方向和手工调整冲压方向冲压负角云图和冲压深度云图显示

3.2.3坯料估算
经过工业验证的坯料尺寸估算 ; 提供网格划分和修复的工具

3.2.4坯料设计
最小矩形包络规整，边界光顺

3.2.5坯料排样
支持单排 , 双排 , 对排 , 混排 , 套排 ; 提供材料利用率，材料成本核算

3.2.6有限元分析
分析过程在几分钟内快速的完成 ; 结果包括 : 变形，成形极限图 (FLD) ，厚度分布，应力分布和应变分布。真实模拟摩擦、压边力、拉深筋、背压力 ( 托料力 )

2.7自动地报告分析结果
自动地将坯料估算结果，排样结果，以及分析结果以超文本网页格式报告出来。

3.3. DYNAFORM/DFE 模块  模面工程模块
为产品可行性研究提供模具设计工具。在 DYNAFORM 环境中 , 模面工程模块 (DFE) 从产品的几何形状来设计模具。

为了满足冲压工艺CAE分析工程师快速设计拉延模而开发的，利用该模块可以直接依据零件生成压边圈、工艺补充面以及拉延筋等。

DFE提供了大量的修改工具，允许用户方便地设计、修改模面。在DFE中可以完成如下功能：手动/自动调整冲压方向、倒圆角、裁减、光顺边界线、压边圈设计、工艺补充面设计、拉延筋设计以及拉延坎设计等。

DFE另一大功能是二次设计功能.二次设计功能允许用户在已存在相似的或经过少量改动的产品模面上快速开发新的模面。以往的模具开发信息被存储在知识库中，有效地利用这些信息，就可以进行新产品的模具设计或类似的产品设计，可以有效减少新模具的开发时间。


3.3.1方便自动的功能
DFE 模块引导用户在 DYNAFORM 环境中由产品设计来完成模具设计。它使用了一系列自动的、基于面的工具，如补面、调整冲压方向、倒角、翻边展开、压料面和工艺补充生成器等等，这些功能大大减少了从产品的几何形状来设计模具所需的工作量。

3.3.2压料面和工艺补充
根据产品的尺寸、深度和材料，先进的工艺补充生成器可以在压料面与模具型腔之间生成一系列截面线，然后由截面线生成曲面和网格，从而生成成形所需要的完整的工艺补充面。另外，该模块还可以通过简捷、方便的交互图形界面或调整开模线的形状 (PO Line) 来编辑截面线。通过产品的几何形状生成压料面，也可以进行修改以达到用户要求的设计准则

3.3.3满足 CAD 质量要求的曲面
DFE 模块可以生成高质量的 NURBS 曲面，直接用于数控加工

这个模块的基本功能：
a.导角
单元导角功能使用户对设计零件上的尖角根据用户指定的半径快速进行导角，以满足分析的要求

b.法兰展开功能
展开零件上的法兰，帮助设计切边线

c.冲裁填补功能
根据成形的需要，自动填补零件上不完整的形状。能在填补区同时生成网格与曲面

d.冲压方向调整功能
自动将零件从产品的设计坐标系调整到冲压的坐标系。调整的过程中可以云图表示拉延深度与负角情况

e.压料面生成功能
可以根据零件的形状自动生成六种压料面。生成的压料面可以根据用户的输入参数进行编辑与变形以满足设计要求

f.工艺补充面生成功能
可以根据产品的大小、深度及材料生成一系列轮廓线。然后将这些轮廓线生成曲面并划分网格形成完整的工艺补充部分。还可以对生成的轮廓线进行交互式编辑

3.3.4液压成形模块
用户可以利用该模块进行有心轴、无有心轴的管材成形模拟仿真。为加强此功能，客户可以设置几种不同类型的心轴。针对液压成形，用户可以通过图形界面快速设置各种预成形、液压成形问题，也可以通过设置“压力”或选择“体积”的方式控制液压成形工艺。


        Autoform与Dynaform相比，最根本的不同是其采用了近似的求解方法，这使得其求解速度较快，但是要牺牲一部分精度。可以说，其是一个不错的模具设计前期的快速验证工具，但若用户若需要比较精确地了解各项数据和指标的数值分布，它的计算结果不适合进行定量分析。
        从使用角度来讲，Autoform与Dynaform都是易用的软件。由于Autoform需要人为干预的内容更少，有些用户可能觉得更好用。但是，现实模具设计中，还是有很多可变的选项的，例如，压力机的速度与载荷等。Dynaform却既有默认值，也提供了其它的选择，从而使得计算机模拟与现实更接近，从而得到的结果更准确。还有一点需要提出的，使软件的易用性对于不同的人在不同的阶段感觉是不一样的。用户习惯了哪种软件后，就会觉得哪种软件好用。也许，当初学习操作软件时是2天还是5天并不重要，只要在短时间内学会就可以了。这方面Autoform与Dynaform都可以满足。但是，由于Autoform是适合模具设计初步验证的工具，其增强功能方面远没有Dynaform的多。对于想进一步在技术、工艺等各方面做些改进的成熟用户来讲，Autoform肯定显得力不从心，而Dynaform可以给用户一个进一步发挥和提高的空间。
        从精度上来讲，Autoform虽然也可以预测起皱、拉裂等趋势，但在具体的数值预报上，精度明显与Dynaform的预测结果有很大的差距。而Dynaform由于采用了LS-DYNA求解器，其计算结果是各种钣金成型分析软件中精度最高的。若用户想精确控制钣金件的形状和尺寸，从而使得自己产品在外观上给人留下质量好、档次高的形象，则宜使用分析结果精度高的仿真软件。
        从速度上来讲，要想较好的使用这2个软件，都需要性能良好的计算机。而当前计算机硬件的性能已经比以前有了很好的提高。尽管Dynaform的求解速度比Autoform的要低一些，但是当前的计算机运行速度如此之快，用户几乎看不到它们有多大区别。例如，某Autoform的用户采用了一台双CPU、主频是2.4GHz的Dell工作站，计算一个普通的钣金件需要4-5个小时。若用Dynaform计算，也是这个时间。当然，Dynaform中还可以通过有限元网格的规模使得这个时间缩短或延长。再者，用户多花一点钱（相对于软件）就可以将硬件的性能提高到一个很高的档次，因此，计算速度已经不是影响高端CAE软件使用的问题了。
        从功能上来讲，由于Dynaform所采用的LS-DYNA求解器具有非常强的求解各种大变形非线性问题的能力，在显式分析技术领域居于领导者的地位。特别需要指出的一点：LS-DYNA具备专门用于金属成形分析的接触算法，其特点是速度快，对网格的要求低，对于板成形分析以强有力的算法支持，这是该程序的独到之处。Dynaform的软件的产生和美国三大汽车公司的发展息息相关，其开发背景就是基于最复杂的板成形问题－汽车覆盖件的模具设计和成形工艺，几十年的发展奠定了Dynaform在汽车覆盖件成形分析上的专业化地位。
        从代理商的技术实力来看，代理Dynaform的美国Ansys股份有限公司是国际上CAE行业当前Nasdaq市值高踞第一的专业厂商，在国内有4个办事处和1个咨询公司，专职于CAE软件的推广和服务。同时，Dynaform软件的开发商ETA公司和LSTC公司每年还多次派人来华与用户交流或为用户服务。无论从技术能力上、还是从公司的实力上，这些都能保证用户在培训、提高、咨询等各个阶段得到持续的技术支持。而Autoform的国内代理商是一个综合的贸易公司，负责Autoform产品的仅有少数人员。因此，其技术深层的技术服务能力是国内用户比较担心的。尽管其在国内的商业用户较多，但对于Autoform产品来讲，涉及的技术层面不是很深，若用户实际工作中遇到深层次的问题，还是不容易从别人那儿得到太多的帮助的。
从国内外多家Autoform与Dynaform用户的使用情况来看，Autoform基本是局限在强调易用性、对求解结果精度要求不太高的普通模具厂，特别是初步接触钣金计算机仿真分析软件的工厂。其简单的界面和较快的求解速度很容易吸引住初步接触此类产品的用户。而Dynaform不但被应用于普通和专业的模具厂，还被各加工成型研究所、高校等科研机构广泛采用，使国际做钣金成型分析领域使用最广泛的分析软件和交流平台。从我们了解的某些实例看，若有研究机构有Autoform，则可能是被免费赠送或为某项目做初步模具设计而购买的。其中很多机构在有了Autoform后，往往还要继续购买Dynaform。在美洲，没有哪一家是仅仅使用Autoform的，若有Autoform，其往往是用其做初步设计的校验，而精确的设计分析还是用象Dynaform这样的高端软件。当然，有很多家是仅使用Dynaform，因为，Dynaform的功能几乎全部涵盖了Autoform，当然还有更多。例如底特律某家汽车底盘厂仅有多套Dynaform而无其它仿真软件（在国外，底盘的许多件是冲压成型的）。美国三大汽车公司全部有Dynaform。据说日本某家模具公司仅有Autoform，但是，对于精确的数值分析，他们不指望使用Autoform来得到。他们更多的是靠经验。倘若他们也有Dynaform的话，他们就可以更加快速且准确地得到数值，而不必仅仅依靠某些有丰富经验的老员工了。当然，经验也是经过许多的试验和长时间的积累得到的，不是任何一家模具厂一开始就有的。在对精度要求较高的飞机制造领域，有用户用Dynaform做飞机覆盖件的仿真成型分析，但还没有听说用Autoform的。
实际上，Autoform与Dynaform也是互补的产品。若用户费用足够，可以2者皆买。Autoform用于前期的快速验证，Dynaform用于精确的成型分析。但若用户费用有限的情况下，从各种资料多数人的建议看，Dynaform是各种软件中最佳的选择。在从国际互联网上查到的几篇文章看，都倾向于将Dynaform做为第一选择。而对于高级专业用户来讲，没有人会选择Autoform。