LS-DYNA®在板料沖壓成形的仿真運(yùn)用已達(dá)二十余年，以計(jì)算精度見(jiàn)長(zhǎng)，其應(yīng)用領(lǐng)域仍在穩(wěn)步拓展。在此期間，LS-DYNA®研發(fā)出先進(jìn)的材料本構(gòu)模型，并成功應(yīng)用于高強(qiáng)鋼和鋁合金汽車零件的成形分析。與此同時(shí)，其隱式求解器在計(jì)算穩(wěn)定性、計(jì)算速度和精度上得到了大幅改善，現(xiàn)已成為板料重力加載、壓邊圈合模和回彈預(yù)測(cè)等方面的公認(rèn)算法。LS-DYNA®的模具型面補(bǔ)償技術(shù)能夠避免模面制作的反復(fù)試錯(cuò)過(guò)程，使模具制造省時(shí)省力、降本增效。LS-DYNA®在仿真領(lǐng)域擁有諸多先進(jìn)前沿技術(shù)，是沖壓仿真軟件的較好選擇。

典型應(yīng)用:

        (a) 增量法                    (b) 一步法

                 增量法與一步法的結(jié)果比較

軟件功能: 

  ? 網(wǎng)格自適應(yīng)

  ? 先進(jìn)材料模型（鋁合金和高強(qiáng)鋼）

  ? 光滑接觸算法（接觸力波動(dòng)最小化）

  ? 板料尺寸的一步算法

  ? 法蘭面展開(kāi)的反求計(jì)算

  ? 參數(shù)化輸入

  ? 網(wǎng)格粗化

  ? 非線性應(yīng)變路徑下基于成形指數(shù)的成形性預(yù)測(cè)

  ? 碳纖維零件成形后的纖維方向預(yù)測(cè)

  ? 基于纖維方向的碳纖維板料初始尺寸預(yù)測(cè)

      (a) 法蘭面展開(kāi)前         (b) 法蘭面展開(kāi)后

               準(zhǔn)確的法蘭面展開(kāi)反求計(jì)算

     (a) 壓邊圈合模前          (b) 壓邊圈合模后

      汽車地板零件沖壓時(shí)壓邊圈合模的隱式算法仿真

    基于一步法的纖維方向預(yù)測(cè)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合

          (由福特汽車公司曾丹博士提供)

重力加載（Gravity Loading）

未變形的板料在重力作用下落到模具表面上，這一過(guò)程就是重力加載。在這一過(guò)程中，板料的位移很大，但塑性變形很小或者沒(méi)有。準(zhǔn)確地模擬這一過(guò)程對(duì)后面的成形性，表面質(zhì)量，以及回彈計(jì)算都有較大的影響。LS-DYNA隱式計(jì)算功能夠迅速，準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)這一過(guò)程。其中，重要的一個(gè)控制參是*CONTROL_IMPLICIT_FORMING. 有時(shí)，為了得到特定的形狀，需要對(duì)平板預(yù)先彎曲。*CONTROL_FORMING_PRE_BENDING 就能滿足需要。

沖壓成形 （Deep-Drawing）

這一過(guò)程的模擬的目的主要是為了預(yù)測(cè)可成形性（formability）, 并為后續(xù)工序提供準(zhǔn)確的變形信息。為了提高技術(shù)效率，選用的初始網(wǎng)格都比較大，然后根據(jù)模具的曲率來(lái)細(xì)化網(wǎng)格（mesh adaptivity）. 對(duì)這一過(guò)程的模擬，參數(shù)選擇非常重要。對(duì)模具設(shè)計(jì)初期，對(duì)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性要求不是太高，這樣可以選用相應(yīng)的參數(shù)，使計(jì)算能很短的時(shí)間內(nèi)完成。如果是為了回彈做準(zhǔn)備，則要選用另外的參數(shù)來(lái)保證計(jì)算的準(zhǔn)確性。在LS-PREPOST 中的EZ-SETUP 為用戶提供了相應(yīng)的參數(shù)。

切邊（Trimming）

板料成形完后，需要將多余的材料切掉。為了滿足不同的切邊過(guò)程，LS-DYNA提供了兩種選擇：第一種是沿著一個(gè)方向進(jìn)行剪切，這種方法適用于大部分切邊模；第二種方法中的剪切方向不是固定的，而是隨著板料的法向的改變而改變。剪切完后，在邊界上的有些網(wǎng)格可能會(huì)很不規(guī)則，從而影響后續(xù)的模擬。*CONTROL_CHECK_SHELL 就可以用來(lái)修整這些邊界單元。

回彈預(yù)測(cè) （Springback Prediction）

上下模分開(kāi)后，板料的內(nèi)應(yīng)力不再平衡，從而導(dǎo)致板料變形。LS-DYNA中的隱式計(jì)算功能一開(kāi)始的主要應(yīng)用就是為了回彈計(jì)算?；貜楊A(yù)測(cè)的精度很大程度上依賴于成形模擬中的參數(shù)選擇，材料模型及參數(shù)的選取。經(jīng)過(guò)大量的計(jì)算，我們已經(jīng)得到了一套可靠的參數(shù)，從而使用戶能得到準(zhǔn)確的回彈預(yù)測(cè)。另外，LS-DYNA中 有近三百種材料模型，從而能夠滿足不同的用戶需求。經(jīng)過(guò)大量的用戶反饋和文章顯示，LS-DYNA 在回彈計(jì)算中一直優(yōu)于其他軟件。

回彈補(bǔ)償（Springback Compensation）

利用預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)回彈進(jìn)行補(bǔ)償，這將大大地節(jié)省時(shí)間和模具制造費(fèi)用?；貜椦a(bǔ)償是一個(gè)非線性問(wèn)題，一次補(bǔ)償很難到位。根據(jù)這一特點(diǎn)，LS-DYNA的回彈補(bǔ)償可以進(jìn)行多步迭代。對(duì)于大部分問(wèn)題往往需要兩到三次迭代才能達(dá)到目標(biāo)。經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后，LS-DYNA能自動(dòng)修改修改模具的表面，以及壓邊圈。有于它的穩(wěn)定可靠，現(xiàn)在已經(jīng)被大量應(yīng)用于模具生產(chǎn)中。

一步法 （One Step Method ）

在模具設(shè)計(jì)之前，一步法可以用來(lái)粗略地估計(jì)板料的可成形性。同時(shí)此種方法可以被用來(lái)獲得初始板料尺寸。由于它的簡(jiǎn)單和有效，一步法在模具設(shè)計(jì)中受到相當(dāng)?shù)刂匾?。LS-DYNA 中 的一步法可以讓用戶有多種選擇，比如選擇拉深筋，壓邊力等。

切邊線的設(shè)計(jì)（Trimming Curve Development）

在設(shè)計(jì)切邊模具中，切邊線的設(shè)計(jì)可能具挑戰(zhàn)性。零件的翻邊，包邊需要展開(kāi)到模具表面。為了這一需要，LS-DYNA提供了 Un-flanging 的功能。如果得到的初始切邊線不滿意，用戶還可以用*INTERFACE_BLANKSIZE_DEVELOPMENT 來(lái)進(jìn)行迭代，從而得到滿意的切邊線。