数值仿真技术在模具设计中应用.pdf

《电加工与模具}2011年增刊 设 计 ·研 究 数值仿真技术在模具设计中的应用 黄 颖 (天津轻工职业技术学院机械系，天津 300270) 摘要 ：针对 目前模具设计分析的现状及存在的问题，综述 了数值仿真技术在计算毛坯尺寸、拉 延筋的模拟、应力及变形情况的分析等方面的应用，为缩短新产品模具开发周期 ，提高模具及产品 的品质和寿命创造 了条件。 关键词 ：数值仿真技术 ；模具设计 ；毛坯尺寸；拉延筋；应力 中图分类号：TP391．9 文献标识码 ：A 文章编号：1009—279X(2011)SO一0046—02 TheApplicationofNumericalSimulation inM ouldDesign HuangYing (TianjinLightIndustryVocationalTechnicalCollege，Tianjin300270) Abstract：Thispapersummarizetheapplicationofnumericalsimulationintheblankdimensionof calculation，thesimulationofbrakebeadandtheanalysisofstressandSOon．Inconnectionwithcur— rentsituationandproblerm ofthemoulddesigncurrently．Itproducesconditionforcurtaillingperiod ofnew productsandraisingqualityandlifespanofmould． Keywords：numericalsimulation；moulddesign；blankdimension；brakebead；stress 数值仿真技术是从产品成形过程的实际物理规 态的厚度，未知变量是初始状态 的形状和最终状态 律出发，借助计算机真实地反映模具与板料的相互 的厚度，目标 函数为塑性势能函数 ，求得 目标函数的 作用关系及板料实际变形的全过程，用来计算与板 最小值即可求得未知变量值 。求解过程可用流程图 料实际变形过程有关 的任一特定几何量或物理量， (图1)表示。 为模具设计提供了十分有用 的依据 ，也为缩短新产 1．2 板料成形中拉延筋的模拟及应用 品模具开发周期 ，提高模具及产品的品质和寿命创 在有限元模拟中处理拉延筋时有两种方法 ：一 造了条件…。本文针对 目前模具设计分析 的现状及 是将拉延筋作为整个有限元模型的一部分 ，对其进 存在的问题 ，综述 了数值仿真技术在计算毛坯尺寸、 行网格划分 ，拉延筋尺寸较小 ，形状复杂，要精确考 拉延筋的模拟、应力及变形情况的分析等方面的应 虑板料与拉延筋的接触 ，则必须划分成非常细小的 用 。 单元网格 ，以其进行计算 ，采用这种方法耗费大量的 CPU时间；二是采用等效拉延筋，将拉延筋简化为 1 计算机仿真技术在模具设计 中的应用 作用在节点上的作用力，不再参与 网格 的再划分。 1．1 有限元反向模拟法求解板料毛坯的形状 将拉延筋复杂的几何形状抽象为一条能承受一定力 有限元反向模拟方法是从成形后的零件形状反 的附着在模具表面的拉延筋线 ，再表示拉延筋的线 方向成形计算 ，以获得初始坯料形状 的方法。它要 上施加阻力 ]。为便于计算 ，如图2所示 ，将拉延 解决的问题是使关系最终形状和初始形状的塑性势