基于Simufact.Forming厚板折弯分析

高精度折弯过程的 CAE 分析技术研究


引言

对于折弯复杂性较高，如厚板或特定折弯半径远小于板厚的材料，传统工艺经验或折弯系数表可能无法提供足够的精准预测。现代技术倾向于采用计算机辅助工程（CAE）分析对折弯过程进行模拟，以提高设计精确度和预测性能。本文将探讨如何通过先进的折弯分析软件，如 SimuFact.Forming 等专业锻压类软件，精准预测折弯后板材的变形情况，包括形状变化、尺寸改变、接触区域变形及设备吨位的精确预测，从而确保后续工序的顺利进行，尤其对于需后续包胶或精密装配的零件至关重要。

分析软件选择




在折弯模拟中，多数人倾向于使用如 Plexform、AutoForm、PAMSTAMP 等软件，这些软件多以壳单元为基础。然而，当处理厚板时，仅使用壳单元将存在局限性，因为板厚和宽度方向的变形无法充分模拟，可能影响分析结果的准确性。SimuFact.Forming 软件是一个适用于复杂折弯任务的软件选择，尤其适合处理需要实体网格分析的情况。该软件具备丰富的材料库，支持实体网格和实体壳单元，通过简单的前处理流程，能够高效导入自定义网格，简化设计工作。此外，SimuFact.Forming 搭配 MARC 求解器，理论上既准确又高效。

前处理注意事项

在前处理阶段的最关键之处在于网格划分的选择。为了精确预测折弯点形状变化，例如折弯处需保持精细网格状态，而其他区域由于未发生显著变形，可以大胆采用较大网格尺寸以节省计算资源，提高分析效率。SimuFact.Forming 支持多类型的网格划分，包括自动六面体和四面体网格。虽然软件的网格划分功能足够实用，个性化能力强，但对于大型模拟或更高精确度需求的任务，有经验的设计者通常会推荐使用如 HyperMesh 这样的专业网格划分软件来处理网格，以进一步减少网格数目，从而降低计算时间和资源消耗。

折弯工装与网格对比分析

数字示例显示，通过对折弯处的网格进行5层精化，模拟中六面体网格与四面体网格进行对比分析。在使用SimuFact.Forming 默认网格时，每一层网格数量为25,140个，而通过采用HyperMesh 进行六面体网格划分后，整个区域的网格数量缩减到了7,630个，这大大提高了分析的效率和处理速度。

结果解读与应用

分析软件执行折弯过程模拟后，结果能提供丰富的信息，为后续工序的优化提供精确依据。例如，通过结果解读可以发现折弯点宽度显著增宽约0.7mm，厚度感知细节或折弯过程中接触区域的变形、以及整个过程所需的最多吨力评价为1.2吨。其中，接触区域的变形痕迹表明了在加工过程中，压力和应力的集中对材料产生了明显的挤压效应，影响着设备的选择与设定。

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