一、模拟加工过程中的成本节约 加工成形技术是制造工业的中一种重要的技术。当前,制造行业加工工艺正朝着高技术的方向发展,越来越多的公司在产品研发和制造过程中开始注重仿真技术的应用。 采用ABAQUS进行仿真模拟的目的是节约开发成本、加快研发速度和提高产品质量。ABAQUS可以针对不同操作系统(如Unix,Linux和Windows等)进行单机或多机并行运算,节省更多运算时间。 下面以ABAQUS某汽车用户的车门设计为例,说明ABAQUS在冲压成型有限元模拟中的应用。 传统的车门设计流程如图1所示。
2.初期生产并修改模具的周期一般不低于12周; 3.硬质模具的设计修改和加工成本为75万美元; 4.最后产品试生产、模具方案的定型、修正生产流程直至正式生产的周期一般为8~9个月。 其中,硬质模具的设计费用包含在前期软质模具设计费用之中,后期只计算修改模具设计的费用。
![]() 图2 引入ABAQUS后某型号汽车车门的设计效果
2.初期生产并修改模具的周期缩短为4周; 3.硬质模具的设计修改和加工成本为25万美元; 4.最后产品试生产、模具方案的定型、试生产、修正生产流程直至正式生产的周期一般为3.5~4个月。 经过以上计算可以明确看出,仅车门的设计费用就节约了2/3,而设计周期则缩短为原来的1/3。
![]() 图3 油箱的结构模拟图及装配图 ![]() 图4 油箱冲压成形过程示意图 ![]() 图5 整个过程中内能和动能的变化曲线 ![]() 图6 厚度分布云图 ![]() 图7 与厚度变化最大处的单元相关的四个节点处的厚度在时间域内的变化曲线 2.钛合金板材的冲压成形 钛合金板材的冲压成型ABAQUS模拟过程如图8所示。 ![]() 图8 冲压成型的ABAQUS模拟过程 3.蒙拉成形蒙拉成型的ABAQUS模拟如图9所示。 ![]() 图9 蒙拉成型的ABAQUS模拟示意图 ![]() 图10 模具应力的变化曲线 4.橡皮囊成形及钣金成形 橡皮囊成形及钣金成形如图11、图12、图13所示。 ![]() 图11 橡皮囊及钣金成形的示意图 ![]() 图12 第一步成型示意图 ![]() 图13 第二步成型示意图 5.弯管成形弯管成形如图14所示。 ![]() 图14 弯管成型ABAQUS模拟示意图 6.圆锥管成形圆锥管成形如图15所示。 ![]() 图15 圆锥管成型的ABAQUS模拟示意图
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