柳玉起電話中科技大學材料成形與模具技術國家重點實驗室2015-1基于CATIA平臺汽車覆蓋件沖壓成形模擬系統FASTAMPFASTAMP系統主要模塊沖壓成形全工序模擬（MSFA模塊）可以模擬預彎、重力、拉延、修邊、翻邊、回彈工序一、FASTAMP系統主要模塊汽車覆蓋件沖壓成形全工序模擬拉延修邊翻邊翻邊回彈基于CATIA平臺全工序模擬設置修邊線展開及翻邊成形性快速分析（TUW模塊）可以準確展開復雜修邊線，快速分析翻邊成形中的起皺和開裂缺陷，校核修邊刃口強度一、汽車覆蓋件模擬系統FASTAMP主要模塊復雜修邊線快速展開翻邊缺陷快速分析修邊刃口強度校核TUW模塊產品可成形性分析及毛坯展開（BEW模塊）可以準確展開產品毛坯尺寸，快速分析產品形狀造成的潛在成形缺陷一、汽車覆蓋件模擬系統FASTAMP主要模塊毛坯尺寸展開產品潛在缺陷分析BEW模塊毛坯排樣及材料利用率計算（BNW模塊）可以單排、雙排、雙料排等，可以進行不同排樣材料利用率比較，計算最佳材料利用率等一、汽車覆蓋件模擬系統FASTAMP主要模塊已經在NX平臺上完成，正在集成于CATIA平臺FASTAMP系統特點無縫集成于CATIA平臺無需數據置換，充分利用CATIA參數化特性，同步更新數值模擬結果FASTAMP系統特點（一）MSFA模塊全工序成形模擬TUW模塊修邊線展開翻邊成形性模擬BEW模塊毛坯展開產品可制造性模擬BNW模塊毛坯排樣材料利用率計算FASTAMP系統特點（一）統一CAD平臺統一數據格式產品設計產品分析輔助設計工藝設計成形仿真成形仿真實現設計與成形模擬同步更新成形模擬速度快基于動力顯式算法模擬成形過程，隱式算法模擬回彈，支持多CPU并行計算，支持多核CPU并行計算獨創二分式自適應加密-減密算法，計算速度與AUTOFORM殼單元相當FASTAMP系統特點（二）側圍等效筋拉延模擬1小時左右25萬個四邊形殼單元翼子板等效筋拉延模擬10分鐘左右5萬個四邊形殼單元i7四核CPU測試結果FASTAMP系統特點（二）提出單元能量插值沙漏控制方法避免了網格加-減密過程能量衰減減少成形有限元網格數2-4倍二分式自適應網格加-減密算法四分式加密算法（1分16）二分式加-減密算法（1分2）計算速度相對于同類算法軟件（pam和dyan）提高2-4倍FASTAMP系統特點（二）FASTAMPAUTOFORM零件FASTAMPAUTOFORM整體地板3072（s）5754（s）實體拉深筋拉延成形模擬計算比較FASTAMP系統特點（二）零件FASTAMPAUTOFORM翼子板1613（s）1958（s）實體拉深筋拉延成形模擬計算比較FASTAMPAUTOFORM成形模擬穩定性高針對動力顯式成形模擬算法提出了彈性自適應接觸防御算法，兼容超級破損模具網格基于CATIA平臺，直接從曲面定義模具，不需要手工網格剖分FASTAMP系統特點（三）完全自動模具網格剖分從曲面定義模具FASTAMP系統特點（三）提出自適應彈簧單元控制動力效應降低了模具網格的質量要求提高了成形仿真過程的穩定性模具板料彈性自適應接觸防御算法兼容破損模具網格，提高了動力顯式算法成形模擬穩定性系統設置簡單只需要定義模具和必要的工藝參數（摩擦系數、拉深筋、壓邊力、模具行程和位置等等）前后處理基于CATIA平臺，設計與分析一體化FASTAMP系統特點（四）全工序成形模擬前處理全工序成形模擬后處理成形模擬精度高采用BT和BWC四邊形殼單元，開發了自適應的沙漏控制方法，成形模擬精度高與大量現場測量結果進行對比FASTAMP系統特點（五）減率率對比收縮線對比FASTAMP系統特點（五）

準確模擬表面細小起皺或波紋FASTAMP系統特點（五）準確模擬成形過程中的起皺現象起皺FASTAMP系統特點（五）起皺準確模擬成形過程中的起皺現象FASTAMP系統特點（五）

autoform

Fastamp

修邊數模SectionA-ASectionB-BSectionC-CSectionD-DSectionA-ASectionB-BSectionC-CSectionD-D模擬與實驗結果對比DP590FASTAMP系統特點（五）實驗結果（Atos測量）Autoform結果Fastamp結果模擬與實驗結果對比FASTAMP系統特點（六）準確模擬拉深筋壓料起皺和拉延過程中的壓邊力不足造成的壓邊圈起皺準確模擬過筋板料的減薄和應力變化實體拉深筋模擬，成形模擬精度更高FASTAMP系統特點（六）等效筋和實體筋成形模擬結果與實驗結果比較修邊線展開與翻邊成形性快速分析FASTAMP系統特點（七）最終展開修邊線模型準備:6

min計算時間:8.14s模型準備:4

min計算時間:9.35s模型準備:8

min計算時間:9.68s展開方法耗時準確性備注手工展開6-10hrs90%無法考慮塑性變形CAD幾何展開2-4hrs80%逆算法展開<30min98.6%精度高，速度快模型準備:5

min計算時間:5.44s精確展開修邊線準確展開復雜修邊線FASTAMP系統特點（七）整體側圍修邊線展開與現場結果比較90%符合精度要求快速預測翻邊成形缺陷,指導工藝設計FASTAMP系統特點（七）快速翻邊成形模擬缺陷與現場實驗驗結果比較FASTAMP系統特點（八）改進全量形變本構理論精確化工藝參數模型Ufkf=kU提出了自適應初應變概念修正割線模量軟化過快問題從本質提高了有限元逆算法精度提出了工藝參數彈簧單元模型準確反映工藝參數的被動作用進一步提高了逆算法計算精度

o

修正割線模量自適應初應變彈簧單元改進有限元逆算法，可以進行鈑金產品的可制造性分析應變過度局部化現象正常塑性變形FASTAMP系統特點（八）

深拉延件成形件快速展開復雜鈑金產品毛坯尺寸產品可成形性分析FASTAMP系統特點（八）快速模擬產品潛在成形缺陷FASTAMP系統特點（八）產品形狀與表面質量分析快速模擬產品表面微波紋、暗坑FASTAMP系統特點（八）減薄率

成形極限圖

初始形狀設計的直角處有起皺趨勢，外板成形質量不能保證，零件形狀設計不合理增厚5%表面起皺FASTAMP系統特點（八）減薄率

成形極限圖

局部增加工藝凹槽后，起皺區的增厚明顯減最少，起皺程度得到控制，表面質量改善明顯增厚下降至0.9%表面起皺明顯改善FASTAMP軟件部分客戶汽車&模具行業上海大眾汽車有限公司

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