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Dynaform5.5中文培训手册


eta/DYNAFORM 培训手册

版本 5.5
美国工程技术联合公司
1133 E. Maple Road, Suite 200 Troy, MI 48083 Tel: (248) 729-3010 Fax: (248) 729-3020 Email: support@eta.com.cn eta/DYNAFORM 软件小组 2006 年 8 月

Engineering Technology Associates, Inc., ETA, ETA 徽标和 eta/DYNAFORM 都是美国工程 技术联合公司的注册商标。所有的商标和名称都是由 ETA 版权所有。

美国工程技术联合公司版权所有 ? 1998-2006





本手册所提及的概念、 方法和实例仅为说明及培训之目的, 并不意欲应用于 实际工程分析和设计。 本手册中所提供的材料参数仅作为参考。 任何个人或公司因使用本手册中包含的信息而造成的直接或间接损失, 美国 工程技术联合公司不对其承担任何责任。

eta/DYNAFORM 培训手册

I





eta/DYNAFORM 软件包提供了前处理器,求解器和后处理器。包括 eta/DYNAFORM,eta/Job Submit,eta/Post 和 eta/3DPlayer。 eta/DYNAFORM 是软件包前处理部分, 可用来建立板料成形有限元模型。 它包含用来导入线数据的 VDA 和 IGES 转换器以及用来转换和创建模型的工 具。 LS-DYNA 是 软 件 包 的 求 解 器 。 eta/DYNAFORM 拥 有 一 个 完 整 的 LS-DYNA 界面,它允许用户直接从 eta/DYNAFORM 界面运行 LS-DYNA 求 解器。 eta/POST 和 eta/GRAPH 是软件包的后处理部分。这些程序用来处理 LS-DYNA 分析得到的后处理文件。eta/POST 可以从结果文件中创建云图,变 形,FLD,应力分布以及动画等。eta/GRAPH 以图形化的方式处理相同的后 处理结果文件。
eta/POST (后处理器) eta/DYNAFORM (前处理器) eta/Job Submit (LS-DYNA 求解器) eta/3DPlayer (后处理器)

eta/DYNAFORM 软件包的组成部分

软件的各组成部分都有各自的手册,要获取更多的信息,请参考相关手 册。这些手册分别是:
eta/DYNAFORM 应用手册 使用 eta/DYNAFORM 软件包分析各种板料成形问题的 较全面的训练手册 eta/DYNAFORM 前处理部分的功能参考手册 LS-DYNA(求解器)的参考手册 eta/POST 和 eta/GRAPH(后处理)的功能参考手册

eta/DYNAFORM 用户手册 LS-DYNA 用户手册 eta/Post 用户手册

II

eta/DYNAFORM 培训手册






声 概 目 介



明................................................................................................... I 述..................................................................................................II 录................................................................................................ III 绍...................................................................................................1

数据库操作...........................................................................................3
I. II. III. IV. V. 创建eta/DYNAFORM 数据库,设置分析参数 ................................................3 练习一些辅助的菜单操作...................................................................................6 显示/关闭零件层 (Turning On/Off)...............................................................7 编辑数据库中的零件层.......................................................................................8 当前零件层.........................................................................................................10

网格划分............................................................................................ 12
I. II. III. 坯料网格划分.....................................................................................................12 曲面网格划分.....................................................................................................14 网格检查和修补.................................................................................................17

快速设置............................................................................................ 22
I. II. III. IV. V. 从Lower Tool中分离出Lower Ring ...................................................................22 快速设置界面.....................................................................................................27 定义工具.............................................................................................................28 定义坯料.............................................................................................................31 设置分析参数,求解计算.................................................................................34

自动设置............................................................................................ 40
I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. 新建一个自动设置.............................................................................................40 基本参数设置.....................................................................................................42 板坯定义.............................................................................................................42 工具定义.............................................................................................................45 工具定位.............................................................................................................54 工序定义.............................................................................................................57 动画显示.............................................................................................................59 任务提交.............................................................................................................60

传统设置............................................................................................ 63
I. II. 从LOWER TOOL等距偏移出UPPER TOOL ...................................................63 创建Lower Ring零件层......................................................................................66
III

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III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X. XI. XII. XIII.

分离LOWRING 和 LOWTOOL零件层 ..........................................................69 拉延类型设置.....................................................................................................70 工具定义.............................................................................................................71 定义坯料,设置工艺参数.................................................................................73 工具摘要.............................................................................................................76 自动定位工具.....................................................................................................77 测量DIE的运动行程 ..........................................................................................79 定义DIE的速度曲线 ..........................................................................................81 定义压边圈(LOWRING)的压力曲线 ..........................................................83 预览工具的运动.................................................................................................84 设置分析参数,求解计算.................................................................................85

应用eta/POST进行后处理................................................................ 89
I. II. III. IV. V. 读入结果文件d3plot到eta/Post ..........................................................................89 绘制变形过程.....................................................................................................90 绘制变形过程,厚度变化过程,成形极限图(FLD)..................................92 绘制单帧显示的结果.........................................................................................95 录制AVI电影文件和E3D文件 ..........................................................................96

DYNAFORM 5.5 缺省参数设置 ..................................................... 99 总 结.............................................................................................. 100

IV

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欢迎使用 eta/DYNAFORM5.5 培训手册。eta/DYNAFORM5.5 的用户界面 和操作方式在 Unix,Linux 和 Windows 系统平台下是统一的,因此本手册除了 图片和界面风格稍微不同之外,适用于所有平台下的版本。手册介绍了冲压仿 真有限元建模和后处理的基本过程。关于有限元仿真的技术细节和 eta/DYNAFORM 的其它应用并不包含在本手册里,如果需要,用户可以参加 eta/DYNAFORM 高级培训来学习更详细的技术细节。 手册分别通过快速设置(Quick Setup)、自动设置(Auto Setup)和传统设置 (Traditional Setup)三种不同风格的有限元建模方法的一步一步的说明, 详细地描 述了如何利用 eta/DYNAFORM 从原始数模开始进行板料成形模拟设置的过程。 用户需要花时间体会每一种设置方法的优缺点。传统的设置方法具有最大的灵 活性,能够用来设置所有的成形模拟过程,但是传统设置比较繁琐,很容易出 错,初级用户很难理解和掌握。因此我们不推荐用户使用传统方法进行设置。 快速设置方法很方便,用户只需要点击很少的鼠标就可以做到设置好模型。但 快速设置方法并不具备很大的灵活性,相对于传统设置和自动设置,有很多特 殊的成形方法在快速设置中无法完成。同时只支持接触偏置(CONTACT OFFSET)的方法,不能对物理偏置(PHYSICAL OFFSET)进行处理也是快速 设置的一大缺陷。作为 DYNAFORM5.5 中最新增加的自动设置模块(AUTO SETUP) ,它完全从工艺角度出发,一方面继承了快速设置的快速优点,保证用 户尽量少的操作;另一方面继承了传统设置的灵活性和可扩展性。用户可以从 一个简单的最基本模板出发,定义复杂的多工步成形。同时在自动设置模块中, 新增加液压成形模块、拼焊板成形模块等,满足了不同领域用户的需求。 下表概括了传统的设置方法和快速设置方法的主要不同点。 传统设置
具有最大限度的灵活性;可 以添加任意多个辅助工具, 同时也可以定义简单的多工 序成形。 但是设置非常繁琐, 用户需要仔细定义每一个细 节;很容易出错 需要更多的设置时间;不易 于初学者学习;易出错 手工定义运动、载荷曲线; 可任意修改;但是不做正确 性检查 支持接触偏置和几何偏置方 法

快速设置
简单、快捷是快速设置的优 点,但是功能设计上的缺陷 带来了设置的灵活性很差, 不能一次性进行简单的多工 序设置 减少了建模设置的时间,减 少用户出错机会 自动定义运动、载荷曲线等

自动设置
界面友好,内置的基本设置 模板方便用户进行设置。对 初级用户,只需要定义工具 part,其它的都可以自动完 成。对于高级用户,可以自 定义压力、运动曲线,液压 成形、拼焊板成形等 继承了快速设置的优点,同 时也考虑了功能的扩展性 既可以采用自动定义曲线, 也可以采用手动定义曲线, 依据用户的喜好和习惯 既支持物理偏置,也支持接 触偏置,根据实际情况来定

只支持接触偏置方法

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1





注意: 本手册适用于所有平台下的 eta/DYNAFORM。由于不同的操作系统的软硬 件环境不一致,以及用户使用的软件版本的不同,所以手册中出现的图 片和描述与具体的用户界面可能有细微的差别, 手册中将忽略这些差别。

2

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数据库操作

数据库操作
I. 创建 eta/DYNAFORM 数据库,设置分析参数
启动 eta/DYNAFORM 5.5 对于工作站和 Linux 用户,在命令行输入“df55” (缺省)命令启动 DYNAFORM5.5。对于 PC 用户双击 DYNAFORM 5.5(DF55)图标或者从程 序组中选择 DYNAFORM 来启动软件。 启 动 eta/DYNAFORM 后 , 程 序 自 动 地 创 建 缺 省 的 空 数 据 库 文 件 Untitled.df。用户需要导入 CAD 或者 CAE 模型到数据库中开始工作。 导入文件 1. 选择菜单 File Import。

图 1

导入文件对话框

改变文件类型为“LINE DATA(*.lin)。找到培训输入文件所在的目录, ” 找到两个文件: DIE.lin 和 BLANK.lin。然后点击导入按钮依次导入这两个文 件,最后选择确定退出文件导入对话框。 导入文件后,核实在屏幕上显示是否如下图所示的模型。模型是按照等轴 视图显示在屏幕显示区的,这是 DYNAFORM 的缺省设置。

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数据库操作

图 2

导入的模型

注意: 图标在不同的系统平台下可能会有差异,工具栏其它图标的功能将在后续的章 节详细的讨论。用户也可以参考 eta/DYNAFORM 用户手册详细了解工具栏的所 有功能。

2. 保存数据库到指定的工作目录。 选择菜单 File Save as,输入 “dftraining.df”后,选择 Save 保存并退出对话框。

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数据库操作

图 3

另存为对话框

数据库单位 选择菜单 Tools Analysis Setup。 选择缺省的单位作为单位系统。 缺省的单 位系统是 mm(毫米) ,Newton(牛) ,second(秒) ,和 Ton(吨) ,缺省的成形 类型是双动成型(toggle draw) 。用户可以通过菜单 Tools Analysis Setup 改变 设置。
注意: 成形类型 (Draw Type)应该和实际用于生产的压力机的类型一致,这个参数 定义了缺省的冲头和压边圈的工作方向。 如果不能确定, 或者在进行新的工艺, 用户应该选择 User Defined 作为成形类型。用户也可以参考 eta/DYNAFORM 用户手册了解 Draw Type 的意义。

文件类型 eta/DYNAFORM 支持读取下表列出的文件类型:
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Abaqus (*.inp) LS-DYNA (*.dyn, *.mod, *.k) NASTRAN (*.nas) Stereo lithograph (*.stl) Autocad (*.dxf) Line Data (*.lin) Iges (*.igs, *.iges) 8. 9. 10. 11. 12. 13. VDA (*.vda, *.vdas) DYNAIN file (dynain*, *.din) CATIA v4/v5 (*.model, *.CADPart) ProE (*.prt, *.asm) STEP (*.stp) Unigraphics (*.prt)

14.

dynain file

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数据库操作

II. 练习一些辅助的菜单操作
在导入需要的模型开始有限元建模后,练习一些辅助的菜单操作来熟悉软 件的基本功能。 视图操作

视图操作
图 4 视图操作工具

在 eta/DYNAFORM 中,工具栏中的视图操作是最常用到的。这些功能使 用户能够改变显示区域的方位,将鼠标放在每个图标上面,停留片刻,系统将 显示出每个图标的名字和功能。注意屏幕右下角的显示选项,如下图所示。这 是另一些允许用户操作显示区域的功能。

图 5

显示选项对话框

下面的步骤将帮助您熟悉工具栏和显示选项的功能。 1. 从工具栏中选择 Isometric。 该按钮将模型以等轴视图的方式显示在视图区, 如前面导入模型后所示。

图 6

等轴视图工具图标

2. 选择 Rotate about Z-Axis 功能,上下移动鼠标将模型绕 z 轴动态的旋转。按 钮如下图所示:

图 7

绕 z 轴动态旋转工具图标

3. 选择 Right View (YZ Plane) 。结果如下图所示:

6

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数据库操作

图 8

模型显示

4. 选择 Free Rotation 自由地旋转模型。

图 9

自由旋转工具图标

5. 从工具栏中选择 Fill Screen,这将使模型填满整个屏幕。

图 10

全屏显示

6. 在继续后面的内容之前,请练习其它的视图选项。

III. 显示/关闭零件层 (Turning On/Off)
在 eta/DYNAFORM 中,所有的模型都是基于零件层来进行管理的。缺省 情况下,任何实体都将被创建到或者读入到零件层中。选择位于工具栏上的打 开/关闭零件层按钮进行零件层的打开/关闭操作。

(a) 或者选择菜单: Parts Turn On 进行操作。

(b)
图 11
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显示/关闭零件层 (a) 图标 (b) 菜单
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数据库操作

1. 选择 Turn On/Off 按钮后,将弹出 Turn On/Off 对话框。

图 12

显示/关闭零件层对话框

2. 将鼠标放在不同的按钮上,并停留片刻,将显示出每个按钮的功能。这些选

择按钮的类型在 eta/DYNAFORM 环境中是通用的。在进行零件层的打开/ 关闭操作时,它提供了一些不同的选项来选择零件层。 3. 由于零件层 BLANK 仅仅包含线数据,用户可以通过 Select by Line 或者 Select by Name 选项来选择零件层。 4. 首先,使用 Select by Line 选项来关闭 BLANK 零件层,点击 Select by Line 按钮,在视图区选择 BLANK 零件层上任意一根线,关闭 BLANK 零件层。 5. 然后,使用 Select by Name 选项从零件层列表中选择 BLANK 将其打开。 在零件层列表中,被打开的零件层的名字的颜色和零件层的颜色是一致的, 被关闭的零件层的名字的颜色用白色标示。 6. 在我们继续随后的内容之前, 确保所有可用的零件层都打开。 可以选择 Turn On/Off Part 对话框中的 All On 按钮将所有的零件层打开。 7. 之后,点击 OK 按钮结束当前的操作。

IV. 编辑数据库中的零件层
编辑零件层(Edit Part)的命令用于编辑零件层的属性和删除零件层。

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数据库操作

图 13

编辑零件层菜单

1. 选择菜单 Parts Edit,显示出编辑零件层的对话框。所有的已经定义的零 件层都显示在列表中,零件层用名字和识别号标示出来。用户可以改变零件 层的名字和标识号,同时,也可以从数据库中删除零件层。

图 14

编辑零件层对话框

图 15

选择颜色对话框

2. 从零件层列表中选择 DIE。 点击颜色按钮,从弹出的颜色模板中选择颜色来 改变零件层的颜色。 3. 从零件层列表中选择 DIE。 在如下图所示 Name 输入框中输入 LOWTOOL。 4. 输入好新的名字(LOWTOOL)和选择好颜色后,点击对话框左下角的 Modify 按钮确认这些编辑。 5. 点击 Close 按钮退出编辑操作。 6. 点击工具栏的保存按钮,或者选择 File Save 保存数据库。

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数据库操作

图 16

编辑零件层名称与颜色

注意:

设计师通常只设计上模面或下模面, 另一配套的模面由设计好的模面等距 得出。在这个例子中,假设这个面是下模面,在后面的操作中,上模面由 下模面等距得出。所以这个零件层命名为 LOWTOOL。

V. 当前零件层
所有的曲线、曲面、单元在创建的时候自动地放在当前零件层中。当创建 新的曲线、曲面和单元的时候,要确定将要存放这些实体的零件层设置为当前 零件层。
注意: 当自动进行曲面网格划分的时候,提供给用户一个选项,使得创建的单元不是 放在当前的零件层中,而是放在曲面所属的零件层中。换句话说,用户可以保持 创建的单元在原来的零件层中,而不是将所有创建的单元放在当前零件层中。关 于网格划分的内容,将在随后进行介绍。

1. 在屏幕右下角的显示选项(Display Options )中,点击 Current Part 按钮 来改变当前的零件层。

图 17

当前零件层设置

或者选择菜单 Parts Current 来改变当前的零件层。

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数据库操作

图 18

当前零件层菜单

2. 显示改变当前零件层的对话框(Current Part).

图 19

当前零件层对话框

3. 和打开/关闭零件层(Part On/Off)对话框相似,允许用户以不同的方式选 择当前零件层。可以将鼠标放在各个图标上查看每个图标的功能。 4. 使用 Select by Name 方式从列表中选择 BLANK 设置其为当前零件层。 5. 练习设置当前零件层。 6. 关闭所有的零件层,除了 BLANK,并且设置它为当前零件层。

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网格划分

网格划分
为了成功的进行模拟,由曲面或者曲线数据划分网格这一步骤十分重要。 创建网格有许多种方法,但是在本手册中,只介绍 Blank Generator(坯料网格 生成)和 Surface Mesh(曲面网格划分)两种方法来生成网格。

I. 坯料网格划分
坯料网格划分是最重要的网格划分功能,因为成形模拟结果的精确性和坯 料网格的质量有很大关系。本软件有一个专门的功能将毛坯划分成网格,用户 可以根据以下步骤来练习创建坯料网格。 1. 选择菜单 Tools Blank Generator BOUNDARY LINE,打开选择选项对话 框。

图 20

坯料生成菜单

2. 零件层 BLANK.LI 上有四条曲线,所以在选择选项中选择 BOUNDARY LINE 选项。

图 21

选择选项对话框

3. 打开选择线的对话框,如下图所示:

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网格划分

图 22

选择线对话框

将选择线的方式切换到第四种,然后使用鼠标在屏幕上选择零件层 BLANK 上的任意一条曲线,这时所有与选择的曲线相连的曲线都会被选 中。 当然用户也可以通过选择线对话框提供的不同方式来选择曲线。 将鼠标 放在每个图标上就可以查看每个按钮的功能。 4. 选择完后,点击 OK,打开工具圆角半径对话框。 5. 用户可以将工具半径改为 6.0,它表示模型中最小的半径。半径越小,坯料 网格就越密;半径越大,产生的网格越粗糙。

图 23

网格尺寸对话框

6. 点击 OK 接受半径值, 在弹出的对话框中提示“Accept Mesh?” ,问是否接 受划分的网格。点击 Yes 按钮接受生成的网格。

图 24

Dynaform 询问对话框

如果用户觉得所得到的网格不合适,可以点击 ReMesh 按钮,重新输入 正确的半径,然后重新划分网格;或者选择 No 取消网格划分,再重复以上 的操作来划分坯料网格。
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网格划分

7. 用户可以把自己划分的网格和下图进行对比。

图 25

坯料网格

8. 保存数据库。

II. 曲面网格划分
eta/Dynaform 软件中大多数的网格都是采用曲面网格(Surface Mesh)划 分的。这个功能将所提供的曲面数据自动生成网格,是一个快速便捷的网格划 分工具。 1. 关闭 BLANK 零件层,打开 LOWTOOL 零件层,并且设置 LOWTOOL 零 件层为当前零件层。 2. 选择菜单 Preprocess Elements。

图 26

前处理菜单

3. 从下图所示的 Element menu 选择 Surface Mesh。
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网格划分

图 27

单元工具菜单

4. 在打开的 Surface Mesh 对话框中,所有的选项都使用缺省值。关闭 in Original Part 选项。
注意: 弦高偏差(Chordal deviation)控制沿曲线或曲面的曲率方向上单元的数目; 角度(Angle)控制特征线的方向;间隙公差(Gap Tol.)控制相邻的两个曲面 是否相互连接。

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网格划分

图 28

曲面网格对话框

图 29

选择曲面对话框

5. 从 Surface Mesh 对话框中选择 Select Surfaces 按钮。 6. 在 Select Surface 对话框中,选择 Displayed Surf 按钮。 注意显示的曲面都变成白色,这说明它们都已经被选择上了。对话框提供了 一些不同的方法来选择曲面,将鼠标放在每个按钮上来查看具体的含义。 7. 从 Surface Mesh 对话框中选择 Apply 按钮。 8. 生成的网格将显示为白色。当提示“Accept Mesh?” 时,选择 Yes 按钮。用 户可以把自己划分的网格和下图进行对比。

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网格划分

图 30

工具网格

9. 选择 Surface Mesh 对话框上的 Exit 按钮退出。 现在所有的零件层都已经划分好网格了。用户可以从屏幕右下角 Display Option 中的 Surfaces 和 Lines 来关闭线和面。这样更便于观察生成的网格。 10. 保存数据库。

III. 网格检查和修补
现在网格已经创建完毕。为了防止网格中存在一些潜在的、影响模拟的缺 陷,需要检查网格的质量并且修补。所有用于检查网格质量的工具都位于菜单 Preprocess Model Check/Repair 中 。 选 择 菜 单 Preprocess Model Check/Repair 或者通过 Ctrl+R 快捷键来访问。

图 31
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前处理菜单
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网格划分

打开模型检查对话框,如下图所示:

图 32

网格检查修补对话框

如上图所示,模型检查对话框中包含一些帮助用户检查网格质量的功能。 在这里我们只介绍其中的两个,请参考 eta/DNAFORM 用户手册了解其他功 能。

自动一致平面法向 1. 选择 Model Check Auto Plate Normal 按钮,显示一个新的对话框。

2. 这个对话框显示了两个选项: 检查所有打开的零件层 (ALL ACTIVE PARTS) 和仅仅检查鼠标选择的单个零件层(CURSOR PICK PART)。 缺省的是检查所 有打开的零件层, 这时可以任意选取一个单元来调整所有激活零件层的法向 一致性。否则,选择第二个选项,然后再任意选取需要检查的零件层上的一 个单元来调整该零件的法向一致性。本例程中,请任意选取 LOWTOOL 上 的一个单元。 3. 屏幕上显示出一个箭头来表示所选单元的法线方向,弹出窗口出现提示“Is normal direction acceptable?”,问是否接受显示的法线方向。

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网格划分

图 33

单元法向参考单元

图 34

询问对话框

点击 YES,将检查零件层中所有单元,转换所有单元的法向量,使之 与显示的方向一致。点击 NO,将检查零件层中所有单元,转换所有单元的 法向量,使之与显示的方向的反方向一致。换句话说,如果希望零件层的法 向量和显示的方向一致,点击 YES 按钮,反之,点击 NO 按钮。本例程中, 选择 YES 按钮。
注意: 在后面的操作中, 上模将由下面按法向等距偏出,所以选择 YES 使所以单元 法向向上。

实际上,只要大多数单元的法向量是一致的,程序就能够接受,并且顺 利的进行计算。如果所有的单元中,一半的单元法向量指向上,一半的单元 法向量指向下, 程序将不能够正确的通过接触来约束板料, 为了防止这一情 况的发生,通常需要进行法向量一致性的检查。 4. 现在 LOWTOOL 的单元法向已经一致了,检查数据库中其他的零件。关掉 所有的零件,然后单独打开每一个零件,检查法线方向。 5. 确定所有零件的法线方向都一致后,保存数据库。
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网格划分

显示模型的边界 这个功能检查网格上的间隙、孔洞、退化的单元,然后以高亮的边界显示 这些缺陷,这样用户就可以手工的修复这些缺陷了。 1. 选择 Model Check Display Model Boundary 按钮

本例程中,没有发现缺陷。实际上,在工具(凸模、凹模等)网格中包含 小的间隙是不会影响计算的,但是坯料网格不应该包含任何的间隙和孔洞,除 非是设计的工艺切口和设计的孔洞。选择等轴视图(isometric) ,然后和下图进 行对比检查出的边界。

图 35

显示模型边界

2. 现在从屏幕的右下角的 Display Options 中关闭所有的单元和节点(注意: 边界线依然显示) 。这样你就可以检查到网格显示时所看不到的小间隙了, 结果如下图所示。如果除了边缘以外,还有其它白线显示,用户就要考虑进 行修补了。

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eta/DYNAFORM 培训手册

网格划分

图 36

隐藏节点和单元后的模型边界

3. 利用其他的检查功能,检查尺寸过小的单元和重叠单元,如果有的话将那些 单元删除掉。 4. 关闭除了 LOWTOOL 零件层外的其他所有的零件层,点击工具栏上的 Clear 按钮清除显示的边界。

图 37

清除工具按钮

5. 保存数据库。 保存用户自己初始创建的数据库,并且做出标记,我们在本手册的后半部 分,利用此例子将分别进行快速设置、自动设置和传统手工设置三种不同的设 置方法。因此用户现在需要利用 Save As 功能将当前数据库另存为两个不同文 件:dftraining_as.df 和 dftraining_qs.df。新的数据库的名字和保存的路径将会显 示在 DYNAFORM 用户界面的最上面的标题栏上。 手册中将首先介绍快速设置方法,然后在介绍自动设置方法,最后是传统 的设置方法。如果已经熟悉了快速设置方法和分析流程,可以直接跳到自动设 置和传统设置的部分。

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快速设置

快速设置
打开先前保存的 dftrainging_qs.df 文件。在进入快速设置界面之前,我们需 要将压边圈(Binder)从 LOWTOOL 中分离出来。这将允许快速设置能够自 动地从 Binder 等距出 UPPER BINDER。在快速设置流程中,这个分离的过程 对于所有的需要压边圈的模型来说是相同的。

I. 从 Lower Tool 中分离出 Lower Ring
现在我们从 LOWTOOL 中分离出 Lower Ring。将 LOWTOOL 法兰部分 的单元移动到 Lower Ring 上。 1. 打开 LOWTOOL,关闭其它的零件层。 2. 创建一个新的零件层 LOWRING。这个零件层将容纳从 LOWTOOL 分离 出来的单元。选择菜单 Parts Create。

图 38

零件层操作菜单

3. 在 Name 输入框中输入 LOWRING。点击 OK 键,零件层就创建好了。

图 39

创建零件层对话框

4. 零件层 LOWRING 创建好了, 并且自动地作为当前的零件层。 我们现在就 可以将法兰部分的单元放置在这个零件层中。 5. 选择菜单 Parts Add… To Part。

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快速设置

图 40

Add…To Part 菜单

6. Add…To Part 对话框显示如上所示。点击 Element(s)按钮。

图 41

Add… To Part 对话框

7. 显示出如下图所示的 Select Elements 对话框。最容易选择压边圈上的单元 的方法是先将视图切换为 YX 面视图,然后选择 Spread 选项作为选择单 元的方法,按住 Angle 滑动条上的滑块向右拖动,设置一个较小的角度。 由于压边圈是平面的,设置能够设置的最小角度即可,比如 1 度。

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快速设置

图 42

选择单元对话框

8. 在 LOWTOOL 的左边法兰部分,任意选择一个单元。在平面区域,所有相 邻单元之间法线量夹角小于 1 度的单元都被选中,并且高亮显示。和下图 进行对比,如果结果不同的话,重复上述步骤来重新选择。

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快速设置

图 43

选择拐角单元

9. 在 LOWTOOL 的右边法兰部分,任意选择一个单元。 10. 选择 Select Elements 对话框的 OK 按钮。可以看到在下图的 Element (s) 按钮的左边显示出 72 个单元被选中。 11. 选择 Unspecified 按钮。

图 44

显示已选择的单元数

12. 从 Select Part 对话框的 Select by Name 列表中选择 LOWRING。 此时 Unspecified 按钮变为 LOWRING。

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快速设置

图 45

打开/关闭零件层对话框

13.

点击 Apply 按钮,所有被选中的单元就移到 LOWRING 零件层中了。

图 46

Add…To Part 对话框

14. 只打开 LOWRING 零件层,以俯视图显示,结果应该如下图所示。如 果结果和显示的不一致,请重复操作以上步骤。

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快速设置

图 47

压边圈网格

15.

保存数据库。

II. 快速设置界面
1. 选择菜单 Setup Draw Die

图 48

设置菜单

2. 如下图所示,未定义的工具是以红色高亮显示的。用户需要先选择拉延类型 (Draw type) 和可用的工具。 对于本例程拉延类型设置为单动 (Single action 或者 inverted draw) ,下模可用(Lower Tool Available) 。

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快速设置

图 49

快速设置界面

3. 选择相应的按钮定义坯料和工具。

III. 定义工具
零件层 LOWRING 和 LOWTOOL 已经划分好网格, 现在将分别定义为 Binder 和 Lower Tool。 定义 Binder: 1. 点击 Binder 按钮,打开 Define Tool 对话框,选择 SELECT PART 按钮。

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快速设置

图 50

定义工具对话框

2. 然后在打开的 Define Binder 对话框选择下面的 Add 按钮。

图 51

定义压边圈对话框

3. 从零件列表中选择 LOWRING。

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快速设置

图 52

选择零件层对话框

定义 Lower Tool: 重复同样的操作定义 Lower Tool,工具定义完毕后,相应的按钮颜色由红 色变为绿色,如下图所示:

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快速设置

图 53

工具定义后的快速设置界面

IV. 定义坯料
1. 在 QS 用户界面中选择 Blank 按钮, 然后从显示的 Define Blank 对话框中选 择 SELECT PART。 2. 点击 Add 按钮,然后选择 blank 零件层的名字。 3. 用户还需要定义材料和厚度。对材料厚度,用户可以直接在厚度文本框中输 入,本教程中,我们采用缺省的厚度值,1mm。 4. 材料可以从 material definition 对话框中的 Material Library 中进行选择。 材料库对话框如下图所示。在材料类型 36 的一列中选择低碳钢(mild steel) “DQSK”。

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快速设置

图 54

Dynaform 材料库

图 55

Type36 材料参数对话框

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快速设置

5. 点击 OK 按钮,使用 DQSK 材料缺省的材料参数,回到材料定义对话框, 点击 OK 完成材料定义。保存数据库。
注意:对于大多数模拟来说,我们对用户推荐使用材料类型 36 和 37。但 ETA 不保证 材料库中通用材料模型的有效性和准确性,用户应该和材料供应商联系来决定 材料参数。

图 56

定义工具和毛坯的快速设置界面

下面是在 QS 用户界面中其它功能的描述: 自动分配(Auto Assign) :如果零件层是按照缺省的 QuickSetup 命名 规则命名的话,自动分配能够自动的为各个工具指定零件层。比如:如 果毛坯零件的命名为 “BLANK”,一旦选择了自动分配按钮,零件 “BLANK”将会被定义为模型 BLANK, “DIE”和“PUNCH”是另外两 个缺省的能够被自动分配的名字,但是,拉延筋不能被自动的分配。 约束(Constraint) :允许用户定义单点约束(SPC)用于定义对称和其 他的边界条件。 高级(Advanced) :允许用户改变与 QuickSetup 相关的缺省参数。 重置 (Reset) 删除所有的配合工具和运动路线, : 将数据库重置为 Apply 前的状态。
eta/DYNAFORM 培训手册 33

快速设置

提交工作(Submit job) :将当前操作转到分析菜单。 退出(Exit) :允许用户退出 QS 对话框。 6. 回到我们的练习中。选择 Apply,程序将自动的创建匹配的工具、定位工具 和生成相应的运动曲线。 7. 选择 Preview 来检查工具的运动关系。 8. 结果应该如下图所示。如果结果和显示的不一致,请重复操作以上步骤。

图 57

自动定位后的模型

V. 设置分析参数,求解计算
现在我们已经验证了工具的运动是正确的,我们可以定义最后一些参数, 然后开始分析计算。 1. 点击 Submit Job 按钮打开如下图所示的 Analysis 对话框。

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快速设置

图 58

分析对话框

2. 在 Analysis 对话框中选择 Control Parameters 按钮。 3. 对于新用户,我们推荐使用缺省的控制参数。 (想了解更多的关于控制参数 的信息,请参考 LS-DYNA User’s Manual) 。点击 OK 按钮。

图 59
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DYNA3D 控制参数对话框
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快速设置

4. 重新回到 Analysis 对话框。缺省情况下,自适应网格参数 (Adaptive parameters)是打开的。选择 Adaptive Parameters 按钮。自适应网格允许 通过在需要的时候重新划分毛坯网格的方法来增加结果的准确度。换言之, 当毛坯随着模具变形时,需要更好更小网格的区域将被分为更好更小的单 元。 5. 在 ADAPTIVE CONTROL PARAMET 对话框, 编辑 LEVEL (MAXLVL) 为 3。这个参数的意思是如果需要,网格将被分割两次。更高次数的自适应 重分,能够获得更高的精度,但是将花费更多的计算时间。由于本例程使用 的例子是较简单的零件,3 级就足够了。其余的参数维持缺省值。点击 OK 按钮。

图 60

自适应控制参数

6. 选择分析类型为 Full Run Dyna 来提交到求解器,勾选 Specify Memory 输 入内存值 120 Mb。然后点击 OK 开始分析计算。求解器在后台开始运行。

注意:如果选择 LS-Dyna Input File 选项,表示将要进行手工提交工作,点击 OK 后 生成 dftraining_qs.dyn 和 dftraining_qs.mod 文件,然后单独运行 LS-DYNA 可执行文件,输入文件 dftraining_qs.dyn 的完整路径也可以进行求解计算。

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快速设置

图 61

分析对话框

求解器以 DOS 窗口形式显示运算过程。 用户会注意到求解器给出了估计的 完成计算的时间。由于我们设置了自适应网格划分参数,坯料在计算的过程中, 会几次重新划分网格,估计的时间是不准确的。当然,CPU 的数目和速度也会 影响到计算时间。但是,这个时间可以给你一个总体概念。 在计算完成后,请跳到 89 页继续了解后处理的过程。

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快速设置

图 62

LS-DYNA 求解器窗口

在求解器提供了基本的估计的完成时间后, 用户可以按住 Ctrl-C 刷新估算 时间。Ctrl-C 将暂停求解器的计算,提示.enter sense switch:等待用户的输入。 输入切换命令,然后回车。 sw1 – 写出一个重启动文件(d3dump),然后终止计算。 sw2 – 刷新估计完成计算的时间,并且继续进行计算。 sw3 – 写出一个重启动文件(d3dump),并且继续计算。 sw4 – 写出一个 d3plot 结果文件,并且继续进行计算。
注意: 切换命令是大小写敏感的,输入的时候必须全部为小写字母。

输入 sw2,然后回车。注意观察估计完成的时间已经改变了。在求解器运 行的时候,用户可以使用这些切换命令。

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快速设置

图 63

交互命令输入

当从 Dynaform 提交一个工作时, 就自动建立了一个输入卡片组文件。 求解 器 LS-DYNA 用这个文件来进行分析计算。 缺省的输入卡片组文件名为*.dyn 和 *.mod,其中*代表输入的名称或原有数据库的名称,例如本例就自动生成了文 件 dftraining_qs.dyn 和 dftraining_qs.mod。*.dyn 文件包含了所有的控制卡片, *.mod 文件包含了几何数据。我们鼓励高级用户了解.dyn 控制文件。想了解更 多的关于控制参数的信息,请参考 LS-DYNA User’s Manual。另外,要特别注 意的是所有由 Dynaform 或者 LS-DYNA 计算生成的文件将被放置在数据库文件 所在的文件夹中,所以用户应当为不同的数据库建立不同的文件夹,这样可以 避免日后不必要的麻烦。 eta/DYNAFORM 的快速设置用户界面是专门设计用于帮助用户快速的建 立一些标准的拉延模拟。 下面的内容是关于自动设置和传统的设置方法的介绍, 之后是关于结果后处理的介绍,后处理同时支持这三种方法生成的结果文件。

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自动设置

自动设置
打开在网格划分一节保存的备份数据库 dftraining_as.df。 这个数据库应该包 含有全部的 LOWTOOL 零件层的网格。如果你没有这个数据库,请重复操作 网格划分的过程。 在进入快速设置界面之前,我们只需要对工具进行网格剖分,其它的以前 操作都可以在自动设置中来完成, 包括单元的物理偏置 (PHYSICAL OFFSET) 、 或者使用接触偏置(CONTACT OFFSET)的选择等。用户可以点击 SETUP 菜 单下面的 AUTOSETUP 选项进入自动设置。

图 64

自动设置菜单

I. 新建一个自动设置
点击 AutoSetup 菜单后,系统会弹出自动设置,提示用户定义基本的设置 参数。

图 65

新建设置对话框

1. 选择模拟类型为 SHEET FORMYING。 2. 选择工艺模板为单动(SINGLE ACTION) 。

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自动设置

3. 输入板坯的厚度为 1.0。 4. 选择工具参考的是板坯的中面(BOTTOM) 。 5. 点击 OK 按钮确认并进入到自动设置的主对话框中。

模面参考零件的上表面

模面参考零件的中面

模面参考零件的下表面

模面分别参考零件的上下表面

图 66

模具参考面

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自动设置

II. 基本参数设置
进入 GENERAL 页面后,用户基本上不需要修改什么参数,只需要将标题 (TITLE)改成 Df_training_01。

图 67

GENERAL 定义页面

III. 板坯定义
1.用鼠标将页面切换到 blank 页面。左键点击自动设置页面上面红色的 blank 标签,系统会进入到板坯定义页面。 2.在板坯定义页面点击 Geometry 下面的红色 Parts…按钮。
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自动设置

图 68

定义板坯

3.系统弹出定义板坯部件的对话框。

图 69

定义板坯部件对话框

4.点击 Add Part…按钮,用户可以在弹出的对话框中选择 BLANK 层。

图 70
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选择零件层对话框
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自动设置

5.选择完后,点击 OK 按钮退出零件层的选取。系统退到板坯定义几何对 话框。在对话框中我们可以看到零件层 BLANK 已经添加在板坯的零件 层列表中。

图 71

定义板坯部件对话框

6.点击 EXIT 按钮退出板坯零件层定义对话框。系统返回到板坯定义主界 面。这时关于板坯的基本参数都已经定义好,板坯页面的标签由红色变 为黑色。

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自动设置

图 72

板坯定义页面

IV. 工具定义
1.用鼠标将页面切换到 tools 页面。左键点击自动设置页面上面红色的 Tools 标签,系统会进入到工具定义页面。 2.为了方便工具单元的选择和定义,我们最好将板坯零件层关闭。点击工 具栏的 按钮切换零件的开/关。

3.点击零件层的 BLANK,将板坯零件层关闭,然后点击 OK 按钮退出零 件层的开/关对话框。 4.在工具页面的左边,系统默认定义了三个工具,die、punch 和 binder。 用户可以分别为三个工具定义零件。 5.将当前工具切换到 die。在左边的工具列表中选择 die,然后在界面上选
eta/DYNAFORM 培训手册 45

自动设置

择几何定义下面的红色 Parts…按钮,对工具 die 进行定义。

图 73

工具定义页面

6. 系统弹出工具几何定义对话框。在几何定义对话框中点击 Add Part… 按钮。

图 74

Define geometry 对话框

7. 在弹出的零件层选择对话框中选择 LOWTOOL。

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自动设置

图 75

选择零件层对话框

8. 点击 OK 按钮回到工具几何定义对话框,LOWTOOL 零件层已经加入 到 die 的几何列表中。

图 76

Define geometry 对话框

9. 点击 EXIT 按钮回到工具定义主界面。这时有关工具 die 的几何已经定 义好,die 的标签由红色变为黑色。

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自动设置

图 77

工具 die 定义

10. 在左边的工具列表中用鼠标点击 punch,将当前工具切换到 punch,下 面进行工具 punch 的几何定义。 11. 点击 punch 页面中红色的 Parts…按钮。系统弹出工具几何定义对话框。 12. 点击几何定义对话框中的 Copy Elem…按钮。

图 78

Define geometry 对话框

13. 系统会弹出 Copy Element 对话框。用户需要点击 Select…按钮,选择需 要复制的单元。

图 79
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复制单元对话框
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自动设置

14. 从当前数据库中选择需要生成 punch 的单元, 然后系统将这些单元 copy 到一个默认的零件层中,并自动将这个层加入到 punch 的几何列表中。 15. 在弹出的单元选择对话框中选择 DISPLAYED 按钮选择所有的单元。 这 时程序提示有 784 个单元已经被选中。

图 80

选择单元对话框

16. 然后从所选单元中去除法兰部分的单元。在单元选择对话框中勾选 EXCLUDE 选项,并且在上面将选择方式改为用面来选择单元。

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自动设置

图 81

选择单元对话框

17. 用面选择方式选择两边法兰部分面, 这时法兰部分的单元将从选择中去 除掉。如图所示,黑色部分表示已经选中的单元。

图 82

选中的单元

18. 这时程序在单元选择对话框中提示已经有 712 个单元已经被选中。

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自动设置

19. 点 OK 按钮退出单元选择对话框。程序返回到单元 Copy 对话框。这时 APPLY 按钮变亮。

图 83

复制单元对话框

20. 点击 Apply 按钮,这时所选择的单元将复制到一个新的零件层中。

图 84

创建的工具 PUNCH

21. 用户点击 Copy Element 对话框中的 Exit 按钮退出。这时在工具几何列 表中一个新生成的名为 OFFSET00 的零件层被添加进来。

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自动设置

图 85

Define geometry 对话框

22. 点击 Exit 退出工具几何定义对话框并回到工具定义主界面。 这时 punch 工具标签由原来的红色变为黑色,表示 punch 已经定义好。

图 86

工具 punch 定义

23. 用鼠标在工具主界面左边将当前工具切换到 binder。然后点击工具 几 何下面的红色 Parts…按钮。 24. 同样点击 Copy Elem…按钮,在 Copy Elements 对话框中选择 Select… 按钮来选择需要复制到 binder 中的单元。 25. 将单元选择方式切换到通过面来选择。然后选择工具两侧的法兰面。系 统提示有 72 个单元已经被选中。

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自动设置

图 87

选择单元对话框

图 88

选中的单元

26. 点击 Exit 按钮退出单元选择对话框。在单元复制对话框中点击 Apply 按钮进行单元复制。所有选中的单元将自动复制到一个新的零件层,程 序并且将这个零件层加入到 binder 几何列表中。点击 Exit 退出单元复制 对话框。
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自动设置

图 89

Define geometry 对话框

27. 点击 Exit 回到工具定义主界面。所有的工具名称标签名称已经由红色 变成黑色。表示整个工具都已经定义好。用户可以进入工序页面进行设 置。

V. 工具定位
在所有的工具都定义好之后,用户需要定位好各个工具在开模时的相对位 置。这一步是每一次设置都必须的步骤。否则用户就可能得不到正确的结果。 此外,工具的定位跟每一个工具的工作方向都有很大的关系,因此我们在定位 之前需要仔细检查每一个工具的工作方向。默认情况下,如果用户使用程序设 置的工序模板,那么默认的工作方向就不需要修改。对于特殊的方向,用户需 要自己来调整。 1. 点击工具页面右下角的 Positioning…按钮进入工具定位对话框。 或者在 菜单栏点击 Tools->Positioning…。

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自动设置

图 90

定位对话框

2.这时由于还没有对工具进行定位操作,所以所有的工具在开模的位置和 原始位置重合。工具后面的输入框中显示都是 0。 3.在 Fixed:选项后面选择 punch 作为自动定位的参考工具。也就是说在 自动定位过程中,此工具是固定不动的。 4.然后点击 Auto 按钮对所有的工具和板坯进行自动定位。 5.这时所有的工具和板坯都会自动定位到一个合适的位置。并且在自动定 位对话框中,每一个工具和板坯后面显示自动定位后该工具或板坯相对 于原始位置沿工作方向移动了多少距离。

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自动设置

图 91

完成定位后的对话框

6.在屏幕右下角的显示选项(Display Options )中,去掉线(Lines)和 曲面(Surfaces)的显示。

图 92

显示选项

7.点击工具栏中的 位置的相对位置。

按钮和

按钮。 屏幕上会显示工具和板坯在开模

图 93
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定位后的模型
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自动设置

8.用户点击工具定位对话框中的 OK 按钮保存当前对工具的定位设置并退 出定位对话框回到设置主界面。 至此,所有关于工具的定义已经完成。用户可以进行下一步工序的设置。 在新的自动设置中,板坯、工具和工序的定义没有一个严格的先后循序关系, 用户任何时候都可以反过来修改前面的设置。但是作为一个有经验的工程师, 养成一个好的习惯,按照顺序一步一步地设置是避免不必要错误的好途径。因 此建议用户还是尽量按照顺序进行设置。

VI. 工序定义
工序定义的目的是方便用户设置当前模拟需要的工序个数、每一个工序所 需的时间以及工具在每一个工序中的状态等等。用户可以点击设置主界面上 Process 标签进入工序设置界面。 用户只需要在新建一个设置时选择了程序内置 的设置模板之后,程序会自动添加一些必要的工序。对应典型的程序,这些工 序基本上不需要做修改或者修改很少就可以计算。这样大大减少了用户设置的 时间。 由于我们在前面选择的模板是单动(Single Action)成形,因此成形默认产 生了两个工序,一个压边工序,另外一个是拉延工序。这两个工序都已经定义 好,用户不需要做任何修改就可以进入下一步。用户只需要检查自己设置的结 果是否和下面的图一致。 1.用鼠标在界面的左边工序列表中选择 closing 工序作为当前工序。 2.检查默认的 closing 设置是否与下面的一致。默认情况下应该是一致的。 3.用鼠标在界面的左边工序列表中选择 drawing 工序作为当前工序。 4.检查默认的 drawing 设置是否与下面的一致。默认情况下应该是一致的。

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自动设置

图 94

压边工序定义页面

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自动设置

图 95

拉延工序定义页面

VII.

动画显示

到目前为止,所有的设置都已经完成。用户可以进行提交计算。但是在提 交计算之前,用户最好对设置的模型进行动画显示,以便检查各个工具所定义 的运动情况。 1.选择菜单栏的 Previwe->Animation…。

图 96
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动画显示菜单
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自动设置

2.这时工具将以动画的形式显示其运动状态。 3.用户可以点击 INDIVIDUAL FRAMES 单步显示运动状态。

图 97

动画显示控制对话框

4.点击

中的按钮来显示一步一步的状态。

5.在屏幕上,程序会提示所有工具当前对其初始状态的位置。

图 98

预览动画

6.点击 Exit 按钮回到设置主界面。

VIII. 任务提交
在验证了工具的运动正确性后,我们可以对当前设置进行任务提交进行计 算。 1.点击菜单栏的 Job->Job Submitter…。

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自动设置

图 99

任务提交菜单

2.系统弹出任务提交对话框。

图 100

提交任务对话框

3.点击 Submit 按钮进行任务提交。

图 101

任务提交管理器界面

4.点击 Submit Jobs 按钮进行计算。 5.这时系统将当前的任务已经统一提交给 Job Submit 进行统一的管理了, 如果在 Job Submit 任务列表中,已经有其它的任务在计算,那么当前任 务需要等待。如果没有其它任务,那么系统就会弹出 LS-DYNA 的计算 窗口。
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自动设置

图 102

LS-DYNA 求解器窗口

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传统设置

传统设置
打开在网格划分一节保存的备份数据库 dftraining.df。这个数据库应该包含 有全部的 LOWTOOL 零件层的网格。如果你没有这个数据库,请重复操作网 格划分的过程。

I. 从 LOWER TOOL 等距偏移出 UPPER TOOL
1. 创建一个新的零件层 UPTOOL。这个零件层将容纳从 LOWTOOL 等距偏 移过来的网格。选择菜单 Parts Create。 2. 在创建零件层的对话框中,输入 UPTOOL。点击 OK 按钮创建零件层,并 且自动的设置为当前零件层。现在我们开始等距偏移单元到此零件层。

图 103

创建零件层

3. 通过 Part On/Off 按钮关闭 BLANK 零件层。 4. 选择菜单 Preprocess Elements。

图 104

前处理菜单

5. 从 Elements 对话框选择 Copy Elements 按钮。

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传统设置

图 105

单元操作对话框

图 106

复制单元对话框

6. 点击拷贝类型(Type)旁的下拉菜单,选择 Offset。 7. 关闭选项 In Original Part 使得等距生成的单元放在当前零件层中。确保零 件层 UPTOOL 是当前零件层。关闭选项 Delete Original Part,将保持原始 的零件层中的单元不被删除。 8. 在 Copy Number 框中输入 1 作为拷贝生成的数量。在 Thick 输入框中输入 1.1 作为等距偏移的厚度。在 eta/DYNAFORM 中,等距偏移厚度是材料厚 度加上其厚度的 10%的间隙得到的。由于坯料的厚度是 1mm,所以我们输 入 1.1mm。
注意: 我们采用 10%的厚度作为间隙值,是因为在计算完成后进行后处理的时候,如 果 punch 和 die 之间的间隙不够,起皱数据将会丢失。如果我们仅仅采用坯料 的厚度作为 punch 和 die 之间的距离,模拟的时候,punch 将会在坯料上烙下 压痕,而起皱现象不会发生。

9. 点击 Select Element 按钮。 10. 打开 Select Elements 对话框。点击 Displayed 按钮,所有的显示在屏幕上的 按钮都变成了白色。

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传统设置

图 107

复制单元对话框

11. 点击 OK 按钮接受选择的单元,回到 Copy Elements 对话框。 12. 点击 Apply 按钮,所有的等距生成的单元放置在 UPTOOL 零件层中。点击 Left View 按钮,对比检查显示的结果。

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传统设置

图 108

模型左视图

13. 如果用户自己创建的结果和显示的不一样,选择 Undo 按钮。然后重复以上 的步骤来创建 UPTOOL 零件层的网格。 14. 关闭 LOWTOOL 零件层,使得只有 UPTOOL 显示。切换到 isometric 视 图。 15. 保存数据库。

II. 创建 Lower Ring 零件层
现在我们从 LOWTOOL 分离出 Lower Ring 工具。打开 LOWTOOL,关 闭所有的其它零件层。移动 LOWTOOL 的法兰部分到 Lower Ring 零件层 1. 创建新的零件层 LOWRING。 这个零件层将容纳从 LOWTOOL 分离出来的 单元。选择菜单 Parts Create。 2. 在 Name 框中输入 LOWRING。点击 OK 创建零件层。

图 109 创建零件层
66 eta/DYNAFORM 培训手册

传统设置

2. 零件层 LOWRING 已经被创建好了,并且自动地设置为当前零件层。我们 现在将单元放置在其中。 3. 选择菜单 Parts Add…To Part。

4. 打开了 Add…To Part 对话框。点击 Element(s)按钮

图 110

Add…To Part 对话框

图 111 选择单元对话框

5. 打开了 Select Elements 对话框,如上图所示。最容易选择压边圈上的单元

的方法是先将视图切换为 YX 面视图, 然后选择 Spread 选项作为选择单元 的方法,按住 Angle 滑动条上的滑块向右拖动,设置一个较小的角度。由 于压边圈是平面的,设置能够设置的最小的角度即可,比如 1 度。 6. 在 LOWTOOL 的右边法兰部分,任意选择一个单元。 7. 在 LOWTOOL 的左边法兰部分,任意选择一个单元。 在平面区域,所有相邻单元之间法线量夹角小于 1 度的单元都被选中,并 且高亮显示。和下图进行对比,如果结果不同的话,重复上述步骤来重新选择。

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传统设置

图 112

加亮显示选中的单元

8. 选择 Select Elements 对话框的 OK 按钮。可以看到在下图的 Element(s) 按钮的左边显示出 72 个单元被选中。 9. 选择 Unspecified 按钮。

图 113 Add…To Part 对话框

10. 从 Select Part 对话框的 Select by Name 列表中选择 LOWRING。此时 Unspecified 按钮变为 LOWRING。 11. 点击 Apply 按钮,移动所有被选中的单元到 LOWRING。
68 eta/DYNAFORM 培训手册

传统设置

12. 只打开 LOWRING 零件层,以附视图显示,结果应该如下图所示。如果结 果和显示的不一致,请重复操作以上步骤。

图 114

压边圈

13. 保存数据库。

III. 分离 LOWRING 和 LOWTOOL 零件层
现在 LOWRING 和 LOWTOOL 零件层有不同的单元组,但是他们沿着 边界共享了共同的节点。我们需要将他们分离开来,使得他们能够各自独立的 运动。 打开 LOWRING 和 LOWTOOL 零件层,关闭其它零件层。 1. 选择菜单 Parts Separate。

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传统设置

图 115

分离零件层

2. 3.

打开了 Select Part 对话框,如上右图所示。在 Select by Name 列表中选择 LOWTOOL 和 LOWRING。点击 OK 按钮完成操作。 保存数据库。

IV. 拉延类型设置
在定义工具之前,我们首先要设置好拉延类型。 1. 选择菜单 Tools Analysis Setup 。

2. 在 Draw Type 下拉菜单中选择 Single Action 作为拉延类型。

70

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传统设置

图 116

分析设置对话框

成型类型 (Draw Type) 应该和实际用于生产的压力机的类型一致,这 个参数定义了缺省的冲头和压边圈的工作方向。如果不能确定,或者在进行新 的 工 艺 , 用 户 应 该 选 择 User Defined 作 为 成 型 类 型 。 用 户 也 可 以 参 考 eta/DYNAFORM 用户手册了解 Draw Type 的意义。

V. 工具定义
定义零件层作为工具。零件层 BLANK.LI,LOWTOOL,UPTOOL 和 LOWRING 已经划分好网格,现在将分别用来定义为工具。 1. 选择菜单 Tools Define Tools。

图 117
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定义工具菜单
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传统设置

图 118

定义工具对话框

2. 在 Define Tools 对话框中,从 Tool Name 下拉菜单中选择 DIE。 3. 选择 ADD 按钮。 4. 打开了 Select Part 对话框, 提示用户选择零件层来定义为 DIE。 Select by 从 Name list 列表中选择 UPTOOL 然后点击 OK 按钮。 5. 回到 Define Tools 对话框。现在 UPTOOL 零件层已经包含在 Include Parts List 列表中了。 6. 重复以上步骤来定义 Punch (LOWTOOL)和 Binder (LOWRING) 。 记住在步骤 2 中要选正确的工具名。

7. 在完成所有工具的定义后, 点击 Define Tools 对话框底部的 OK 按钮完成操
作,并保存数据库。

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传统设置

VI. 定义坯料,设置工艺参数
定义坯料 1. 选择菜单 Tools Define Blank。

图 119

定义坯料菜单与对话框

2. 在弹出的 Define Blank 对话框中选择 Add 按钮。 3. 显示出 Select Parts 对话框。 Select by Name 列表中选择 BLANK.LI 零件 在 层。 4. 点击 OK 按钮将 BLANK.LI 添加到 Include Part List 中,如下图所示。 定义坯料材料 1. Define Blank 对话框还处于打开状态, 点击位于 Material 右边的按钮 (没定 义材料前,按钮的名字是 None,定义后将显示为定义的材料名字) 。

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传统设置

图 120

定义坯料对话框

图 121

材料定义对话框

2. 在 Material 对话框中选择 Material Library。材料库列表对话框如下图所示。 在此对话框中材料类型为 36 的一列中选择低碳钢 (mild steel) “DQSK” 。

图 122
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材料库窗口
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传统设置

3. 点击 OK 按钮,使用 DQSK 材料缺省的材料参数,回到材料定义对话框, 点击 OK 完成材料定义。保存数据库。
注意:对于大多数模拟来说,我们对推荐使用材料类型 36 和 37。但 ETA 不保证材料 库中通用材料模型的有效性和准确性,用户应该和材料供应商联系来决定材料 参数。

定义坯料属性 1. Define Blank 对话框还处于打开状态,点击位于 Property 右边的按钮(没 定义属性前按钮的名字 None,定义后将显示为定义的属性的名字) 。

图 123

定义材料对话框

图 124

属性对话框

2. 在 Property 对话框,输入材料的名字,比如输入 “blankpro”。 (如果已经有 一个缺省的名字, 可以跳过) 确定选择 BELYTSCHKO-TSAY (缺省) 作 。 为单元方程,然后点击 Color 右边的按钮,在 Color 对话框中选择任意的颜 色。然后点击属性对话框下面的 New 按钮。 3. 显示出 BELYTSCHKO-TSAY 属性卡。在这里可以编辑材料的厚度。确定 UNIFORM THICKNESS 的值为 1.000。其它的参数请维持缺省值即可。然 后点击 OK 按钮完成设置。

图 125
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: Belytschko-tsay 单元属性对话框
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传统设置

4. 退回到 Property 对话框。点击 OK 按钮。 5. 选择 OK 按钮完成坯料,材料和属性的定义。

图 126

定义坯料对话框

VII.

工具摘要
Tools Summary。验证所有需要的工具的定义情况。

1. 选择菜单 Tools

2. 所需要的工具定义之后, 结果应如下图所示。 验证之后, 点击 OK 按钮退出, 然后保存数据库。

图 127

工具列表对话框

76

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传统设置

VIII. 自动定位工具
现在已经定义好所有的工具,我们需要通过如下的操作将他们放置在正确 的位置上: 1. 打开数据库中所有的零件层,以等轴视图 (Isometric) 显示。 2. 选择菜单 Tools Position Tools Auto Position。

图 128

工具定位菜单

3. 显示如下的 Auto Position Tools 对话框。在这里定义主(Master)工具和从 (Slave)工具。主工具是在自动定位的时候固定不动的工具,坯料(Blank) 应该是主工具。在 Select Master Tool 列表中选择 BLANK,然后在 Select Slave Tools 列表中选择剩下的工具。 (对 PC 版本,用户需要按下 Ctrl 键来 选择所有的三个从工具) 。

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传统设置

图 129

自动定位工具对话框

选择好主从工具后,选择 Z(direction 组)方向作为工具自动定位时的移 动方向,在接触距离(Contact Gap)中输入 1。接触距离应该等于坯料的厚度, 这样做是为了防止模拟时初始的渗透。点击 Apply 进行工具的自动定位。 4. 请和下图对比自动定位的结果。

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传统设置

图 130

定位后的模型

5. 如果结果不同的话,选择 Undo,然后重复上述步骤进行定位,确保结果准 确。如果定位结果不对,请检查 Tools Analysis Setup 的参数设置,确定 Draw type 参数设置的是单动(Single Action) 。 6. 选择 CLOSE 按钮退出自动定位。 7. 保存数据库。

IX. 测量 DIE 的运动行程
现在工具已经定位,下面设置工具的运动曲线。首先需要计算工具的运动 距离。 1. 选择菜单 Tools Position Tools Min Distance。

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传统设置

图 131

工具定位菜单

2. 显示出如下图所示的 Min. Distance 对话框。选择 Z(direction)方向作为测 量距离的方向。在 Master Tools 中选择 DIE,然后在 Slave Tools 中选择 PUNCH。这样将沿着 Z 方向测量两个工具之间的最小距离,将结果显示在 对话框的下部。

图 132

工具最小距离对话框

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传统设置

3. 工具 DIE 和 PUNCH 之间的最小距离约为 42mm。那么 DIE 的运动行程就 是最小距离减去等距厚度(坯料厚度 + 10%) 。我们得到 DIE 的运动行程大 约为 40.9mm。请记下自己算出来的数据。 4. 选择 Min. Distance 对话框下面的 OK 按钮结束测量操作。 对于平面压边圈来说,自动测量得到的距离时最可靠的。对那些复杂压边 的情况,用户使用 Utilities 菜单下的 Distance between Pt./Nd。工具测量对应的 两节点之间的距离来确定距离。

X. 定义 DIE 的速度曲线
1. 选择菜单 Tools Define Tools。

2. 从 Tool Name 下拉菜单中选择 Die,然后选择 Define Load Curve 按钮。

选择 Z 方向作 为冲压方向

图 133

定义工具对话框

图 134

工具加载曲线对话框

3. 在打开的 Tool Load Curve 对话框中, 采用缺省的 Motion 曲线作为曲线类型, 如上图所示。确定 Z 方向被作为冲压方向。点击 Auto 按钮。
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传统设置

4. 在打开的 Motion Curve 对话框中,如下图所示。曲线类型(Curve Type) 采用缺省的 Velocity 曲线, 曲线形状 (Curve Shape) 选择缺省的 Trapezoidal。 维持 beginning time 不变为 0.000E+000。在 Velocity 输入框中输入 8000 (mm/s) 对于行程(Stroke Dist.)输入在前面测量记录下来的 UPTOOL 。 运动行程。这个值大约为 40.9mm。全部输入后,点击 Yes 按钮创建一个新 的 Velocity-Distance 运动曲线,并且显示出来,如下图所示。

图 135

运动曲线对话框

5. 对比自己创建的行程曲线,确定和下图一致。

图 136
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显示工具行程曲线
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传统设置

6. 选择 Curves 对话框中的 Ok 按钮返回到 Tool Load Curve 对话框。在这里, 再次点击 Ok 按钮返回到 Define Tools 对话框。不要关闭这个对话框,下面 的步骤将从这里开始。

XI. 定义压边圈(LOWRING)的压力曲线
现在 Die 的运动曲线已经定义好了, 接着我们开始创建压边圈的压力曲线。 1. 从 Tool Name 下拉菜单中选择 Binder, 然后选择 Define Load Curve 按钮。

图 137 定义工具对话框

图 138 工具加载曲线对话框

2. 在打开的 Tool Load Curve 对话框中,采用 Force 曲线作为的曲线类型 (Curve Type) ,如上图所示。确定 Z 方向被作为冲压方向。点击 Auto 按 钮。 3. 在 FORCE 输入框输入 200000(N) ,点击 OK 按钮退出对话框。

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传统设置

图 139

力/时间曲线对话框

4. 系统创建出压边圈的压力曲线,并且显示出来,如下图所示。

图 140

压边圈的压力曲线

5. 选择 Input Curves 对话框的 OK 按钮退回到 Tool Load Curve 对话框。在 这里再次点击 OK 按钮返回到 Define Tools 对话框。 6. 在 Define Tools 对话框上再次点击 OK 按钮,完成所有工具的运动载荷曲 线。 7. 保存数据库。

XII.

预览工具的运动

现在我们已经完成了前处理所有的建立冲压模型的工作, 在提交求解之前, 还剩下一些求解参数没有设置。在设置这些参数前,我们还需要检查基于前面 指定的运动载荷曲线的工具的运动状况,确保他们的运动关系是正确的。 1. 选择菜单 Tools Animate。
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传统设置

图 141

定义动画对话框

2. 点击 Play 按钮以缺省的参数来动画显示工具的运动。
注意: 由于动画的速度是和运行 eta/DYNAFORM 的机器的速度相关的,有时动画的速 度会非常快。如果出现这种情况,请按住 Total Frames 上的滑块,向右拖动, 设置成较大的帧数防止这种情况。

3. 在进行动画演示时,用户可以改变视图。确认 Punch 是沿着 Z-方向运动, 最后和 Die 合模。由于我们给 Binder 施加的是压力载荷,在动画演示时它 并不运动。同时,用户可以打开单帧演示(Individual Frames)开关。查看 了动画之后,点击 Stop 按钮退出 Animate 对话框。

图 142

动画控制对话框

4. 保存数据库。

XIII. 设置分析参数,求解计算
现在我们已经验证了工具的运动是正确的, 我们可以定义最后的一些参数, 然后开始分析计算。

自适应网格求解
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传统设置

自适应网格允许通过在需要的时候重新划分毛坯网格的方法来增加结果的 准确度。换言之,当毛坯随着模具变形时,需要更好更小网格的区域将被分为 更好更小的单元。 1. 选择菜单 Analysis LS-DYNA。

图 143

求解器菜单

2. 在 Analysis 对话框中选择 Control Parameters 按钮。 3. 对于新用户,我们推荐使用缺省的控制参数。 (想了解更多的关于控制参数 的信息,请参考 LS-DYNA User’s Manual) 。点击 OK 按钮。

图 144

DYNA3D 控制参数对话框

4. 有两种方法来启动分析计算。 1. 选择分析类型为 Full Run Dyna(完全运行 Dyna) ,求解器立刻就开始在 后台进行运算。 2. 现在以手工(批量的)从输入卡片文件提交运算: a. 选择分析类型为 LS-Dyna Input File(输出 LS-Dyna 的输入控制卡 片文件) ,输入文件名,比如 dftraining,然后点击 OK 按钮。 b. 浏览到包含有当前例子(dftraining.df)的工作目录,可以看到 dftraining.dyn 和 dftraining.mod 也位于当前目录下。所有的由 eta/DYNAFORM 或者 LS-DYNA 计算生成的文件都会保存在和数据 库保存的同一个目录下。 这里将包含所有的控制卡片输入文件和后处 理文件。 c. 选择 File->Submit Job from Input Deck,选择保存的卡片组文件 dftraining.dyn,然后点击 OK 按钮 d. 给一个合理的内存,然后点击 OK 按钮来启动求解器。

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传统设置

求解器现在处于运算过程中。用户会注意到求解器给出了估计的计算完成 时间。由于我们设置了自适应网格划分参数,坯料在计算的过程中,会几次重 新划分网格,估计的时间是不准确的。当然,CPU 的数目和速度也会影响到计 算时间。 5. 在求解器提供了基本的估计的完成时间后,用户可以按住 Ctrl-C 刷新估算 时间。Ctrl-C 将暂停求解器的计算,提示.enter sense switch:等待用户的输 入。输入切换命令,然后回车。 sw1 – 写出一个重启动文件,然后终止计算。 sw2 – 刷新估计完成计算的时间,并且继续进行计算。 sw3 – 写出一个重启动文件,并且继续计算。 sw4 – 写出一个 d3plot 结果文件,并且继续进行计算。
注意: 切换命令是大小写敏感的,输入的时候必须全部为小写字母。

输入 sw2,然后回车。注意观察估计完成的时间已经改变了。在求解器 运行的时候,用户可以使用这些切换命令。

图 145

交互命令输入

当从 Dynaform 提交一个工作时, 就自动建立了一个输入卡片组文件。 求解 器 LS-DYNA 用这个文件来进行分析计算。 缺省的输入卡片组文件名为*.dyn 和 *.mod,其中*代表输入的名称或原有数据库的名称,例如本例就自动生成了文 件 dftraining.dyn 和 dftraining.mod。*.dyn 文件包含了所有的控制卡片,*.mod
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传统设置

文件包含了几何数据。我们鼓励高级用户了解.dyn 控制文件。想了解更多的关 于控制参数的信息,请参考 LS-DYNA User’s Manual) 。
注意: 所有的由 eta/DYNAFORM 或者 LS-DYNA 计算生成的文件都会保存在和数据库保 存的同一个目录下。这里将包含所有的控制卡片输入文件和后处理文件。用户 应当为不同的数据库建立不同的文件夹,这样可以避免最后计算的一组结果文 件覆盖以前计算的结果文件。

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应用 eta/POST 进行后处理

应用 eta/POST 进行后处理
eta/POST 能够读取和处理 d3plot 文件中所有可用的数据。 除了包含没有变 形的模型数据,d3plot 文件还包含有所有的由 LS-DYNA 生成的结果文件(应 力,应变,时间历史曲线,变形过程等) 。

I. 读入结果文件 d3plot 到 eta/Post
点击 eta/DYNAFORM 主菜单上的 PostProcess 菜单启动 eta/POST。 eta/POST 缺省的安装路径是 C:\Program Files\Dynaform 5.5。在这个目录下, 双击执行文件 EtaPostProcessor.exe 也可以启动。或者从操作系统的开始菜单 的 DYNAFORM 5.5 程序组启动。

图 146

后处理菜单

后处理界面如下所示:

图 147

后处理用户界面

1. 在 eta/Post 中,选择菜单 File
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Open,打开如下所示的对话框。
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应用 eta/POST 进行后处理

2. 从文件列表中选择 LS-DYNA 的结果文件,包含 d3plot、d3drlf 和 dynain 格式的文件。其中 d3plot 是成形模拟的结果文件,包括拉延、压边、翻边 等工序和回弹过程的模拟结果,d3drlf 模拟重力作用的结果文件,dynain 文件是板料变形结果文件,用于多工序中。 浏览到保存结果文件的目录, 选择正确的文件格式, 然后选择 d3plot 文 件,点击 Open 按钮读入。

图 148

打开文件对话框

3. 现在 d3plot 文件已经读入。 用户可以开始进行计算结果的后处理操作, 操作 工具栏如下图所示。

图 149

用于结果分析的工具图标

II. 绘制变形过程
1. 缺省的绘制状态是绘制变形过程(Deformation) 。在帧(Frame)下拉菜单 中,选择 All Frames 然后点击 Play 按钮进行动画显示变形过程。

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应用 eta/POST 进行后处理

图 150

动画显示变形过程

2. 打开屏幕右下角的光照显示选项(Shade)显示模型的光照效果。此时用户 可以打开 Smooth Shade 来显示光顺的光照效果。

图 151

显示选项

3.

为了方便观察坯料,用户可以关闭所有的工具,只打开坯料零件层。从工 具栏中选择 按钮。

4. 在零件层操作对话框,关闭所有的工具,只保留坯料零件层,所有关闭的零 件层的颜色变为白色。点击 Exit 退出操作。

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应用 eta/POST 进行后处理

图 152

打开/关闭零件层对话框

5. 用户也可以用视图操作改变视图,视图操作和前处理相同。

图 153

视图操作工具图标

III. 绘制变形过程,厚度变化过程,成形极限图(FLD)
eta/POST 能够绘制变形过程(deformation),厚度变化过程(thickness) 和 FLD 变化过程以及坯料上的应变/应力等物理量的分布。请参考下面的例子 进行操作。 厚度变化 / 减薄变化

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应用 eta/POST 进行后处理

1. 在结果操作菜单上,选择

按钮。

2. 在 Current Component 下拉菜单中任意选择 THICKNESS(绝对值)或者 THINNING(相对减薄率)。

图 154

厚度云图

3. 点击 Play 按钮进行动画显示厚度变化过程。 4. 移动 Frames/Second 滑块,设置希望的动画速度。 5. 点击 Stop 按钮停止动画显示。 成形极限图(FLD) 1. 在结果操作菜单上,选择 按钮。

2. 在 Current Component 下拉菜单中选择 Middle。

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应用 eta/POST 进行后处理

图 155

FLD 操作对话框

3. 点击 FLD Curve Option 按钮设置 FLD 参数(n,t,r 等)。 4. 选择 Edit FLD Window 按钮定义 FLD 绘制窗口的位置。 5. 点击 Play 按钮进行动画显示 FLD 变化过程。 6. 点击 Stop 按钮停止动画显示。

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应用 eta/POST 进行后处理

图 156

成形极限图(FLD)

IV. 绘制单帧显示的结果
有时,显示单帧的绘制结果要比全部的动画模拟要方便。在帧(Frame) 下拉菜单中, 选择 Single Frames 然后在帧列表中, 拾取单个帧查看单帧显示的 结果。也可以移动 Frame Number 下的滑块来选择单帧。

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应用 eta/POST 进行后处理

图 157

单帧显示

V. 录制 AVI 电影文件和 E3D 文件
eta/POST 有一些有用的工具,允许用户通过对动画窗口的捕捉自动地创建 AVI 电影文件和 E3D 文件。 AVI 电影文件 1. 开始任意一个可用动画过程。 2. 一旦动画开始显示。点击位于中部靠右下的 Record 按钮。

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应用 eta/POST 进行后处理

图 158

变形操作对话框

3. 显示 Select File 对话框。 输入一个文件名来保存 AVI 文件, 比如 traincase.avi, 点击 Save 保存。

图 159

保存 AVI 文件对话框

4. 在弹出的 Select compression format 中,从压缩程序列表中选择 Microsoft Video 1,点击确定保存文件。

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应用 eta/POST 进行后处理

图 160

选择压缩格式对话框

5. eta/POST 将开始屏幕动画的捕捉,输出到指定的保存文件。 E3D 文件 eta/POST 允许用户以一种压缩比非常大的文件格式(*.e3d)来保存模拟结 果文件。*.e3d 文件可以在 eta/3DPlayer 软件中进行观察,eta/3DPlayer 软件是 ETA 免 费 提 供 给 用 户 的 。 可 以 从 系 统 的 开 始 菜 单 All 程 序 Dynaform 5.5 Eta3DPlayer 来启动。

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DYNAFORM 5.5 缺省参数设置

DYNAFORM 5.5 缺省参数设置
在 DYNAFORM 5.5 的安装目录, 有一个名字叫.DyanformDefault 的文件, 它设置了许多关键参数的缺省值。高级用户可以打开这个文件,根据需要改变 这些缺省值。 对于 Unix/Linux 用户,.DynaformDefault 在安装目录和用户的根目录 (home) 下存在两个拷贝。 位于安装目录下的.DynaformDefault 文件具有比用 户根目录下的文件高一级的优先级。

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本手册主要内容是 eta/DYNAFORM 5.5 的基础培训指南。主要用来帮助用 户了解基本冲压仿真分析的有限元建模技术和后处理显示分析成形结果的基本 过程。关于有限元仿真的技术细节和 eta/DYNAFORM 的其它应用并不包含在 本手册中,如果需要,用户可以参加 eta/DYNAFORM 高级培训来学习更详细 的技术细节。 请参考 eta/DYNAFORM 和 LS-DYNA 的用户手册了解更多的技术细节和 分析参数设置。

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