金属板料成型技术及其应用与优化：以LSDYNA与Ansys Forming为例

金属板料成型概述与应用领域

金属板料成型，作为一种将金属板材通过压力加工工艺转变为特定形状和尺寸的技术，广泛应用于多个行业和领域。主要应用范围包括：




汽车车身冲压件：车身部件的制造，如车门、引擎盖等，要求高精度和高强度。


家用电器与五金：如冰箱、洗衣机的金属外壳，以及定制五金件，要求耐用与美观。


日常生活用品与包装：如厨具、餐具、包装盒等，注重实用性与成本效益。


航空航天：包括飞机制造中的关键零件，要求极高的力学性能与设计精确度。


工艺问题与解决策略

金属板料成型过程中常面临的问题包括开裂、拉毛、起皱、回弹等。这些问题主要通过控制模具间隙、采用压延筋技术、调整压边力、优化凹模圆角设计、提高润滑水平、引入辅助工序等手段得以解决。此外，先进的冲压仿真技术可以有效预测并优化模具设计和工艺参数，减少试错成本。

冲压仿真与目标定位


冲压仿真的核心目标是实现经济、高效的制造流程，主要集中在以下几个方面：


质量控制：优化制件成型质量，减少修模频率，确保产品一致性。


材料利用率：最大限度地提高原材料的利用效率，减少废料产生。


生产效率：简化生产工艺流程，提升自动化水平，加快生产速度。


工艺稳定性：设计合理性确保生产过程的连续性和可靠性，减少质量波动。


LSDYNA在金属板料成型中的应用

LSDYNA作为冲压仿真领域的领头羊，以其在1990s早期的引入而闻名。其在以下领域展现卓越效能：

超前的专业知识：LSDYNA是回弹预测准确性的同义词，其推动了滑动接触、高级材料本构、回弹补偿、成型性能指标等技术创新。

广泛的用户群体：尽管以前用户主要是依赖第三方界面（如DynaForm、JStamp、HyperForm等），LSDYNA的潜力得到全球工程师的认可。

Ansys Forming的崭新篇章

为解决第三方界面存在的局限性，如限制用户使用最先进求解器的功能、延迟反馈机制以及依赖于用户经验的用户体验，Ansys Forming应运而生。该软件自2018年初以来持续开发，通过Beta版本测试并在客户群体中得到最终调整，最终于2022年第一季度的Ansys Forming 2022R1版本正式推出。

Ansys Forming专注于降低用户门槛、简化复杂数模流程、确保结果的一致性，通过统一整合前处理、求解与后处理功能，提升了金属成型仿真的效率和精确度。

Ansys Forming用户界面与功能特性

Ansys Forming提供了一个集成了前处理、计算求解与后处理分析的综合平台，特征包括：

多工步流动构建：轻松创建多阶段分析流程，提高模型效率。


自定义模板：方便用户根据具体需求定义不同分析流程。


任务监控工具：能够在计算期间实时追踪任务状态。


材料数据整合：提供专门用于冲压的、包含大量参数的材料库，支持用户自定义/修改。

繁杂工艺流程管理：灵活定义复杂工具运动，不受工具数量限制，增强附件管理，并集成重力和回弹效果。

工具运动验证：确保设计的合理性与可用性。


网格自动划分与多阶段仿真实现：轻松完成高级成型仿真过程。


专业后处理工具：支持生成详细报告与结果分析。


求解准确性与开放性：利用LSDYNA技术，实现高效精确的求解。


智能适应性：包括适应性和在内内适应性，以优化计算效能。


优飞迪科技的未来发展蓝图

作为一家国家级高新技术企业，深圳市优飞迪科技致力于提供涵盖产品开发平台解决方案与物联网技术的一站式服务。在数字孪生、工业软件尤其是仿真技术、物联网技术开发等领域，优飞迪累积了丰富经验，并已获得近数十项独立自主知识产权。此外，优飞迪与国内外领先的工业软件供应商建立了强强合作，致力于为客户提供一体化的产品开发解决方案，满足不同行业客户需求，助力其在智能化制造时代取得竞争优势。