基于ANSYS Workbench的型材拉彎有限元仿真模塊開發(fā)*

韓志仁，羅雪磊

(1. 沈陽航空航天大學(xué)航空宇航學(xué)院，沈陽 110136；2. 沈陽航空航天大學(xué)航空制造工藝數(shù)字化國防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，沈陽 110136)

型材拉彎成形因?yàn)榫哂谢貜椥『湍軡M足較高的剛度要求等優(yōu)點(diǎn)，廣泛運(yùn)用在航空、汽車、高鐵、電梯、橋梁、建筑等生產(chǎn)[1–2]，其成形過程中可能出現(xiàn)的缺陷有回彈、起皺、破裂和截面畸變等[3]，對各種缺陷的準(zhǔn)確預(yù)測是一個(gè)十分關(guān)鍵的問題。由于缺陷的產(chǎn)生是拉彎成形整個(gè)過程的歷史累積，與材料參數(shù)、工藝參數(shù)和溫度條件等方面密切相關(guān)[4]，對型材拉彎過程中產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行理論分析十分困難，使用有限元軟件對型材拉彎工藝過程進(jìn)行有限元模擬是解決缺陷預(yù)測問題的有效方法之一[5]。雖然使用有限元軟件對型材拉彎工藝過程進(jìn)行模擬是一種低成本、有效的手段，但型材拉彎的有限元分析包括型材、拉彎胎模型的建模和夾鉗軌跡計(jì)算等[6]，使用現(xiàn)有的有限元軟件進(jìn)行分析對設(shè)計(jì)人員的操作要求高[7]，需要豐富的仿真模擬經(jīng)驗(yàn)，即使是專門從事仿真工作的專業(yè)人員也會(huì)在有限元建模和夾鉗軌跡計(jì)算等方面花費(fèi)大量時(shí)間。因此，針對型材拉彎過程的有限元模擬，對現(xiàn)有的有限元軟件進(jìn)行二次開發(fā)，可以減少設(shè)計(jì)人員的工作量以及降低對設(shè)計(jì)人員的仿真經(jīng)驗(yàn)要求，具有重要的意義。

本文首先研究型材拉彎有限元模擬，分析其中的幾何建模、材料模型、邊界條件設(shè)置、夾鉗軌跡計(jì)算的網(wǎng)格劃分等，然后對ANSYS Workbench（簡稱WB）這一有限元軟件進(jìn)行二次發(fā)開，建立型材拉彎有限元仿真模塊。……