1、01模面生成和快速成形分析EXAMPLE 1：模面生成和快速成形分析被研究的零件是雷诺汽车公司（RENAULT）的 Kangoo小汽车的挡泥板。这个例子的目的是举例说明PAM-DIEMAKER 和PAM-QUIKSTAMP模块的使用，从零件CAD数据文件开始，到冲压过的零件的后处理过程，也就是说，如下的步骤：Creation of the Die Mesh Tool Design: 使用 PAM-DIEMAKER 模块创建模面。Set-up (QuikStamp): 创建和运行一个PAM-QUIKSTAMP 工程。Results: 后处理与结果分析。几何数据文件保存在 ./Examples/F
2、ender/data 目录下。启动程序用它的专用快捷图标或者同意义的别名启动PAM-STAMP 2G。创建一个project：在标准工具栏中点击，或者选择Project/New/Project选项。在显示的对话框中输入如下参数： Name：给予一个名称（例如：Fender）。 Title：给予一个标题（例如：DM-Qs simulation）。 Location：用浏览帮助（按钮）选择一个工作目录，它可以是Examples目录或者是另一个特别为这个例子而创建的目录。 Project Type：选择QUIKSTAMP。 按OK确定创建工程。PAM-STAMP 2G 应用界面出现，包括基本菜单和工
3、具栏，互动对话框和一个三维图形窗口（三维视图）。从菜单条中选择Customize/Options，显示Custom Options对话框。 定义Diemaker选项：选择这个对话框中的DieMaker标签，并在Simulation model面板中选择Die+Binder。这种情形下，在工具创建末尾，底模将被分成两个对象：底模和压料板。 定义材料目录：选择Files location标签，并激活Material Data基面板中的Private触发器。用浏览帮助（按钮）选择一个工作目录，它可以是 Examples/Material 。注意：这个位置将被这个章节中的所有例子使用。按OK确认修改，
4、在默认配置文件(Stamp2G.cfg)中，保存新的用户定制的参数。PAM-DIEMAKER:底模表面网格划分快速模面设计零件CAD导入，网格划分在Data Set-up对话框（在主屏幕左侧）的Cad标签中点击，或者从主菜单条中选择Project/Import/CAD。输入一个新的Module Name 并点击OK按钮确认（把名字从CAD改为Die-creation）。Meshing对话框显示，Import列表被激活。在File-location对话框中，按键，并在显示的 ./Examples/Fender/data 目录中选择 Fender-Kangoo.igs 文件。设置如下参数： Rea
5、ding tolerance是0.1（默认值）。 Entities: Surfaces Group by: Entities 然后，按Add按钮，所有关于导入的预定义参数都被写入到Parameters列表中。Import（输入）、Join（表面连接） 和 Mesh（网格划分）必须默认被激活。注意：如果这些值默认不显示，那么就在修改的参数上的双击，打开窗口，在窗口内，值可以被输入。可以把这个网格划分过程分成三个步骤。首先，CAD模型的导入，随后，表面的连接与间隙的处理、表面网格划分。在这种情况下，表面可见模式必须被激活为CAD文件可见。点击Apply按钮，开始进行网格自动划分。网格划分工作进程被
6、显示在控制台窗口的DeltaMesh标签内，控制台窗口位于主屏幕的底部。下图是CAD原始数据网格划分后的结果：CAD原始数据 经过连接和网格划分后的结果注意：为了控制目标对象的显示和它们的相关显示模式，请使用Visibility 对话框。Visibility互动对话框设计部分的准备为了进行模面与工艺补充面的设计，必须先确定要进行设计的部分，并且指派给它一个所谓的Design Part特定对象类型。之后，所有由PAM-DIEMAKER执行的操作都将应用到这个对象，直到设计完成后用户切换到另外的应用为止。选择要进行设计的部分：通过Selection互动对话框或者Selection工具栏，可使用各种
7、方法选择要进行模面设计的部分。在这里，可以通过按选择，随后，在结构之上点击鼠标左键或者按，将选择显示在图形界面上的所有实体。定义此部分设计部分：在三维视图中点鼠标右键，选择PAM-DIEMAKER/Add Selection to the Design part选项，并对此命名（例如：Fender_part）。这个动作激活Diemaker 工具栏。在Standard工具栏中按保存工程。这个工程被保存在工作目录的 Fender.pre 文件中。通过在Visibility列表中选择对象Fender_part显示设计部分。通过元素工具按钮显示元素。填补零件中的空洞：在Diemaker工具栏中按工具按
8、钮，打开Part preparation对话框。后者将被用来检查和修补网格。在这个例子中，这个对话框的四个标签只有一个Holes被使用。使用这个默认值去填补零件中的空洞，并按Apply按钮确认。填补零件中的空洞注意：此功能将对零件中所有符合条件的空洞进行填补，因此，也包括零件中的间隙。Tipping（用于程序自动判断冲压方向）在Diemaker工具栏中按来显示Tipping对话框。一旦完成的零件被DeltaMESH导入到vehicle坐标系统中，后者就帮助用户定义一个本地坐标系统（drawing machine system）。用户可以通过手工/自动两种方法获得最优的拉伸方向（tipping
9、angle），具体描述如下： 新建一个坐标系：在对话框的Edit system 面板中按按钮。在列表中将出现一个名为COORD的新建坐标系。 为新的坐标系定义一个中心：在Center 面板中点击按钮，然后如下图所示在模型中直接选取新的坐标系中心。新坐标系统 定义冲压方向：并按按钮，选择Automatic 优化方案，默认使用拉伸深度（Drawing Depth）作为判断标准。在三维窗口中，一个绿色的小移动线代表理想的冲压方向（请一直等待，直到它停止）。 最后，在Active System面板中，从GLOB（全局坐标系统）切换到新的COORD系统。 关闭对话框。注意： 从现在开始，所有有关冲压方向
10、的坐标系统将全部以新建的本地COORD系统为标准。 为了更好的操作，用户可以通过按按钮，并如图所示点击COORD中心，把三维显示中心定义在COORD系统中心上。 三维显示中心被定义在COORD中心上建立压料板下一个操作是通过零件的断面创建压料板，或者通过零件的弯曲度由程序自动建立压料板。另外一种可能是导入一个CAD文件，然后网格划分它。在这个例子中，选择第一种创建方法： 在Diemaker工具栏中按按钮，打开显示零件断面的二维图形窗口对话框。它与 三维窗口的交叉区域相关联。 在二维窗口的Section plane中选择YZ。在Curve Parameters面板中激活Process Both
11、Curves选项。当后者处于活动状态时，同步平行曲线设计图案，也就是，平行曲线上的控制点同时被移动、创建或者被抑制。 注意：断面位置被Section plane面板中的Position 滑块控制。在二维窗口中，为了把压料板外特征线线制作成如下图所示的样子，用鼠标左键移动压料板特征线的中间控制点（在蓝线中间的红点）。二维窗口:弯曲的压料板特征线YZ详图 与二维交叉区域相应的三维窗口（红色的中间点被提升）在二维窗口的工具栏中点击工具按钮，建立压料板，如下图所示黄色部分为新建立的压料板。压料板平面可以通过在DieMaker工具栏中按按钮来改变压料板在Z方向上位置。可以通过在DieMaker 工具栏中
12、按按钮来改变压料板的大小。通过按右上角的关闭二维窗口。通过按Standard 工具栏中的保存工程。建立工艺补充面压料板创建之后，接下来我们要通过各种程序预定的特征曲线建立模具的工艺补充部分，也就是，压料板与零件之间的连接部分。程序提供了五种特征线模板：standard，step，bulge，arc，spline。其中第五种spline特征线可以定义单独的形状，用户可以用它作为获得底模的一个结果。spline特征线可以让用户自由地通过插入、删除和移动单独控制点自定义形状。同样地，圆弧和直线可以被统一到样条中。 注意：工艺补充面的形状主要依赖于工业实际经验和知识。因此，接下来介绍的操作步骤仅仅为了
13、说明程序的使用，而并非提出如何建立优秀的工艺补充面。在 Diemaker 工具栏中按，打开一个带有二维图形窗口的对话框，在此窗口中可以添加、编辑特征线。同样，这个窗口与三维图形窗口关联。激活三维窗口（点击它），所有的特征线均可使用。沿着零件边界部分放置不同的特征线类型（标准的，凸出的，弧形模板）。每次可放置一个特征线（在想得到的特征线形状上点击，并用鼠标左键在零件上选择位置），它都被联系到一个节点。在二维窗口内，可以通过拖拉控制点或者改变它的参数值修改一个特征线。（当必要的时候），设置一些特征线为Part transition 或者Tangential 联系类型。在Diemaker工具栏中，通
14、过点击，特征线与压料板平面之间的连接点可以被移动，然后，在三维窗口内用鼠标左键移动这个点。具有标准特征线的二维特征线编辑器详图和它的参数 沿着零件边缘放置特征线通过按右上角的关闭二维窗口。通过按Standard 工具栏中的保存工程。使用如下两个工具按钮完成工艺补充面的建立设置：第一个按钮创建Connecting lines，通过点击并用鼠标左键拖曳压料板平面上的连接控制点，可以修改Connecting lines（如果必要的话）。：一旦连接线已经被创建，那么就用第二个工具按钮创建Addendum Surface。连接线 工艺补充面平面（蓝色部分）一旦工艺补充面平面被创建，那么就按Standar
15、d 工具栏中的保存工程。建立底模使用零件与压料板平面之间的曲线，工艺补充面平面已经被创建（网格划分）。压料板平面仍然是一个完整的表面，并不能直接用于模拟；还必须需要使用工艺补充部分的边缘线对压料板进行切边，使压料板与工艺补充面能够连接起来。在Diemaker工具栏中按，开始对压料板进行切边。切边的压料板直到现在为止，只有独立的对象被创建（见Visibility互动对话框），我们必须把这些独立的部分装配起来，作为底模。以下是所有独立的部分：Fender-part（网格划分原始CAD数据）holes（填补的洞），part-region（零件部分），addendum（工艺补充部分），bh-regio
16、n（原始的压料板），bholder（压料板）针对下一步，点击工具按钮来创建Simulation Model。结果是两个新的对象被创建（见Visibility互动对话框），随后，它们将被用来运行仿真（PAM-QUIKSTAMP）：- die_punch（冲头部分） - die_bholder (压料板部分)仿真模型：die_punch（绿色），die_bholder (黄色)按保存工程。从CAD网格化到设置准备好仿真模型之后，我们可以从CAD Meshing模块转换到Set-up模块进行仿真模型的设置（在这个例子中应用PAM-QUIKSTAMP）：进入到Project互动对话框中，在CAD Me
17、shing模块中，右键点击Die-creation。选择Insert in set-up module选项。进入到Set-up (QuikStamp)模块，右键点击DM-QS Simulation并选择Set as active选项。这时，这个组成仿真模块（die_punch and die_bholder）的对象被自动转移到Set-up模块。其它的对象被忽略。Set-up (PAM-QUIKSTAMP)快速成形性分析模块设置此章中，我们将用到刚才在PAM-DIEMAKER中建立的模型，以对此模型进行快速成形性分析，具体步骤如下：建立板材在Data Set-up 互动对话框的Process标签
18、中，点击工具按钮。它弹出Blank Meshing对话框。选择Four points标签。填写下列坐标和值：Point A (X = -795, Y = -690, Z = -210) Point B (X = 705, Y = -690, Z = -210) Point C (X = 705, Y = 690, Z = -210) Point D (X = -795, Y = 690, Z = -210)注意：这些坐标是基于PAM-DIEMAKER模块中建立的COORD坐标系。如果用户没有定义或者没有使用相同的坐标系统，那么他必须自行指定合适的坐标系。元素的Maximum size=24 (
19、mm)Generate Blank in：输入Blanksheet。当一个名字被输入到文本区域中时，一个新的实体被用表面网格划分结果创建。点击Preview去看板材网格将如何被创建。用Build按钮确认坯料的创建。QuikStamp Set-up打开Quikstamp宏：在Data Set-up 互动对话框的Process标签中，点击工具按钮。它弹出QuikStamp Macro Process 对话框。用户只需要在这个对话框中填入几个冲压必须的参数，程序将自动完成所有的冲压过程设置。在对话框的Group面板中选择一个组（DIE, BINDER），并通过点击Add按钮，选择与之对应的网格名称。
20、这个选择也可以通过点击下面图形窗口（激活的组用白色高亮突出）中的press组件来达到，并且需要链接的对象也可以在3D视图中挑选。对于DIE，按Add，然后从对象列表中选择die_punch。在Die parameters面板中，在对话框右边选择Die bottom（其余的参数值默认被保留）。注意：因为几何已经被分为两个部分（die_punch和die_bholder），所以，这个几何使用的，指定给这个程序的触发器只表示底模底部。在Group列表中切换到BINDER，按Add，然后从对象列表中选择die_bholder。在Binder parameters面板中输入下列参数（不用输入单位）： A
21、ctivate Binder Wrap 设置为活跃。 Holding pressure: Force = 200 (kN). 在Group列表中切换到BLANK，按Add，然后从对象列表中选择blanksheet。在Binder parameters面板中输入下列参数（不用输入单位）： 按来打开Material Properties 对话框并输入以下材料参数： Material name: Fender_Gpa（输入名称）In the Parameters 面板: E = 210 (Gpa) = 0.3 = 7.8e-06 (kg/mm3)r0 = 1.8011 r45 = 1.4807 r9
22、0 = 2.2361在Material Curves panel中点击按钮，并在显示的Curve Plotter对话框中定义一个新的硬化曲线。使用下列值： 选择Definition标签并选择定义Mode 为 Krupkowsky law：eps0 = 0.0061K = 0.484 (Gpa)n = 0.211Sigma max = 1按Apply确认。按关闭Curve Plotter 对话框。按Add in material database按钮保存材料。在显示的对话框中按OK确认创建。通过按OK确认参数修改，然后最好还是关闭Material properties对话框。填入其它的材料参数：
23、Rolling direction X = 1Thickness = 0.8 (mm)输入其它的板材参数：Max. level of refinement = 4 Activate Autopositioning切换到Group列表中PROCESS，定义必要的冲压条件参数：Forming direction of Process Z = 1 冲压方向Forming Severity = Standard Binder Wrap Severity = Standard使用OK按钮使所有在QuikStamp Macro Process中定义的参数生效。显示属性将被重置的对象的对话框打开。因为这些对
24、象在输入到宏中之前没有属性，按OK确认。第二个对话框（Macro Report）打开来概括指定给每一个对象的属性。关闭这个对话框。按保存这个工程。所有输入的参数都可以被显现和核对，通过在Data setup互动对话框的Process标签中按。开始计算进入组菜单条并选择Solver / Hosts来定义主机参数。这个例子是在假定GUI和求解器的安装已经在机器上(不是通过网络运行)的情况下完成的。在New Host对话框中点击Add按钮，使用下列参数：给一个新Name：例如LOCALHOST_SPHost：默认为本地机器。在Executable File Path中点击按钮Browse，并设置求解
25、器的安装位置（通常./bin/solver）。两个可执行文件可用：sp_PS2G.exe是单精度求解器，对于应用是足够的。dp_PS2G.exe是双精度求解器，建议用于精确计算或回弹计算。选择sp_PS2G.exe并点击OK。使用OK按钮确认主机的设置，关闭Hosts对话框。在主菜单条中选择Solver / Start开始计算。如果需要的话，在对话框中选择预定义主机LOCALHOST_SP并设置Working Directory路径。所有其它的参数被默认设置。按OK进行计算。一个消息框出现，在其中计算的参数(路径，工程名，求解器类型)被显示。按OK确认。根据用户计算机的运算速度以及内存情况，计
26、算需要几分钟。当计算完成，程序显示如下消息框：分析结果为了得到分析结果，用户必须激活在Project互动对话框中的Results模块。PAM-QUIKSTAMP的计算结果包括两个状态：State 0，此状态为初始状态；也就是说板材还没有变形。State End 此状态是计算的最终状态，板材已经成形完毕。与这个状态相对应的增加的数量（被达到平衡的非线性固有途径所使用的步骤数），被显示。在需要分析的状态上右击（在这里State End）并选择Set as active选项。后处理选项的范围是非常广泛的，在这个例子中不能一一罗列。只有最常用的选项被列举。用户可以参考在线帮助试验其它的选项。显示成形最
27、终状态在Visibility互动对话框中选择Blanksheet对象。默认显示的第一个状态如下图所示为板材成形的最终状态（见下图）。显示厚度分布状态要显示其它的结果，必须用Analysis互动对话框。在这个例子中，只有常用的后处理功能将会列举。在这个对话框中，选择Contours标签。激活Display触发器。列表中默认轮廓结果是Thickness。在图形界面上将会出现一个如图所示的标尺，此标尺默认值为8段，在此，每一段对应不同的厚度值。用户可以通过双击此标尺调用一个对话框，用它去对显示范围，等高值的数量进行设置。FLD & 失败风险分析在contours下拉菜单中选择FLD (strain)
28、 Zones by FLC。这个选择弹出FLD (strain) Zones by FLC对话框。对话框被用来选择或者创建一个Forming Limit Curve。FLC曲线刻画出使用的材料的破裂程度。在曲线上的标点预示对应的元素有断裂的可能性，而在曲线下的标点预示着元素仍然安全。因为没有曲线可用，所以按Create a FLC按钮。它调用Material curve creation对话框，在这个对话框中，曲线名称必须被输入（例如FLC1）。在确认后（按OK），Curve Plotter对话框被显示并且将被用来创建FLC。选择Definition标签并选择定义Mode Keeler，然后输入如下参数：n = 0.211 thickness = 0.8 (mm)通过按Apply确认定义。FLC曲线关闭Curve Plotter 对话框。按OK确认曲线利用。FLD图标被显示在一个二维窗口内，并且和在结构上显示相同结果的3D窗口并列。注意到在二维窗口内的缺陷点，这些点均有出现断裂的可能性，同时，与这些点相对应的元素将在三维窗口中用不同的颜色（红色）显示出来。FLD表（二维窗口） FLD轮廓（三维窗口）
