顯式算法接明顯的不足......



顯式算法接明顯的不足體現(xiàn)在回彈的計(jì)算中。為準(zhǔn)確地計(jì)算出沖壓件的回彈量，沖壓成形過程的計(jì)算必須等工件的動態(tài)響應(yīng)足夠小時才能終止，這個響應(yīng)時間通常為幾百毫秒甚至達(dá)1秒以上，單純用顯式算法來求解這樣一個長過程的響應(yīng)包含巨大的計(jì)算工作量。而另一方面卸載后工件動態(tài)響應(yīng)中的非線性成分明顯減弱，這些因素綜合起來就為隱式等法在卸載過程計(jì)算中的成功應(yīng)用提供了條件，用顯式算法求解沖壓成形的加載過程而用隱式算法求解其卸載過程是近幾年人們通過反復(fù)實(shí)踐摸索出的一條綜合利用這兩種算法的有效途徑。
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3.沖壓成形CAE后處理系統(tǒng)沖壓成形CAE技術(shù)的成功應(yīng)用離不開一個好的后處理系統(tǒng)。文字、圖形和曲線是后處理系統(tǒng)不可缺少的表達(dá)方式。方便地顯示各材物理量如應(yīng)力、應(yīng)變、位移、工件厚度分布等是后處理系統(tǒng)的基本功能。顯示方式不僅應(yīng)包括云圖，等值線，還應(yīng)包括時間歷程曲線和局部量的數(shù)值輸出等。后處理系統(tǒng)除了能直接顯示CAE軟件系統(tǒng)的直接結(jié)果外，還必須能對這些結(jié)果進(jìn)行有工程意義的運(yùn)算與綜合，從而得出并直觀地顯示其他工程數(shù)據(jù)如等效應(yīng)力，最大應(yīng)力等，從成形工藝分析角度看，如下幾方面的結(jié)果計(jì)算與顯示尤為重要。①成形力的計(jì)算，②回彈力的計(jì)算，③起皺的顯式，④可能斷裂區(qū)的顯示，⑤不同單元所處應(yīng)變狀態(tài)在成形極限網(wǎng)上的位置。
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4.面向工程師助工藝分析軟件系統(tǒng)沖壓成形CAE系統(tǒng)的有效使用通常需要很強(qiáng)的有限元方法背景知識，同時目前大多數(shù)沖壓成形CAE的前后處理系統(tǒng)都是通用軟件，因而專門化程度較低，不利于模具工程師，尤其是對非線性有限元方法不熟悉的工程師使用。為了克服這一缺點(diǎn)，國內(nèi)外還在開發(fā)一種面向工程師的沖壓工藝分析軟件系統(tǒng)。這種系統(tǒng)以沖壓成形CAE軟件系統(tǒng)及其前、后處理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，配備有專門的沖壓工藝技術(shù)數(shù)據(jù)庫和良好的用戶界面。這種系統(tǒng)以模具的術(shù)語、表達(dá)方式和思維方式與模具工程進(jìn)行對話，操作簡單，結(jié)果直觀。它可幫助模具工程師來確定毛坯形狀與尺寸，壓延筋的布局，模具與沖壓件間的潤滑方案，工藝輔料與工藝孔的布置，壓邊力的大小，模具結(jié)構(gòu)尺寸如圓角半徑的調(diào)整等。當(dāng)然，每一次工藝方案和工藝參數(shù)的調(diào)整都涉及一次完整的沖壓成形仿真。這意味著每次工藝方案和參數(shù)調(diào)整后，模具工程師必須等待一段時間，讓計(jì)算機(jī)“思考”所作的調(diào)整是否合適。這個計(jì)算機(jī)的“思考”時間實(shí)際上就是進(jìn)行仿真所需的時間，與計(jì)算機(jī)的速度和所涉及的仿真模型的大小有關(guān)，可能是幾分鐘也可能是幾小時，甚至幾十小時。
5.標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)裝置與反算技術(shù)沖壓成形的仿真結(jié)果是以輸入到仿真系統(tǒng)的原始參數(shù)為基礎(chǔ)的，其中包括材料的本構(gòu)特性參數(shù)，板料與模具間的摩擦特性參數(shù)等。這些參數(shù)的正確性自然直接影響仿真結(jié)果的有效性。隨著仿真技術(shù)的日益成熟，仿真用原始數(shù)據(jù)的獲取技術(shù)與裝置越來越多地得到人們關(guān)注。這種技術(shù)的核心是設(shè)計(jì)一系列標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)方案使板料產(chǎn)生類似于沖壓成形中的變形和受力狀態(tài)，然后測量一些便于精確測量的宏觀量如位移和力，再采用有限元方法反算出某一假定的未知微觀量如硬化模量。這種實(shí)驗(yàn)技術(shù)之所以重要，至少有兩個方面的原因。首先，大量的材料數(shù)據(jù)都是若干年前用相對落后的手段獲得的。而且現(xiàn)在材料成分和特性波動較大。單靠從設(shè)計(jì)手冊上獲取原始數(shù)據(jù)是不夠的，而材料生產(chǎn)廠家所能提供的數(shù)據(jù)在數(shù)量上和精度上都是有限的。其次是通過反算獲得的數(shù)據(jù)與仿真算法具有更好的匹配性。
除了仿真用原始參數(shù)獲取實(shí)驗(yàn)裝置外，仿真軟件的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)也很重要。仿真結(jié)果的可靠性在原理和方法完全正確的前提下還受一系列人為因素的影響，如編程的可靠性，模型建立的合理性，參數(shù)輸入的正確性等。因此在使用一個仿真軟件之前，尤其是開發(fā)仿真軟件時有必要采取一系列精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)措施來切實(shí)保證各個環(huán)節(jié)的正確性。只有當(dāng)仿真軟件及使用軟件的各個環(huán)節(jié)都經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)為可靠后，才有理由相信仿真結(jié)果的可靠性。
6.與CAD/CAM系統(tǒng)的接口與一體化技術(shù)由于模具的CAD/CAM技術(shù)已相當(dāng)普及，沖壓成形CAE系統(tǒng)與CAD/CAM系統(tǒng)的集成已是大勢所趨。這里的關(guān)鍵問題是CAE系統(tǒng)如何從CAD/CAM系統(tǒng)中獲取模具的幾何形狀和尺寸以及CAE系統(tǒng)如何將根據(jù)仿真結(jié)果所得的模具設(shè)計(jì)修改方案反饋給CAD/GAM系統(tǒng)。目前用得最多的圖形數(shù)據(jù)傳送方式是采用IGES或VDA格式文件。大部分工業(yè)CAD/CAM系統(tǒng)都提供這類輸出文件，CAE系統(tǒng)只需按IGES或VDA規(guī)定格式提取和解釋圖形信息即可。應(yīng)當(dāng)指出的是，當(dāng)前一些商業(yè)CAD/CAM軟件中提供的IGES或VDA圖形文件并不規(guī)范，這就為這些圖形文件的正確解釋帶來一定的困難。