【Ansys Forming】 金屬成型求解效率與準確性

Ansys Forming針對不同分析需求,讓使用者可以依據當時需求,進行調整設定的準確度,讓分析效率與準確度兼具。透過此篇技術分享,讓您在選擇設定方案更符合當下需求。

 

常見的CAE工具,會在下列三個階段去投入到沖壓製程的:

  1. 研發階段的成型分析
  2. 開模前的成型分析
  3. 需要準確度高的回彈預測

那在這三個階段,分別需要不同程度的分析效率與準確度。

1. 研發階段的成型分析:

通常都在模具設計的早期階段,在這個時期多數的模具都只有粗略的設計,使用者多數需要快速得到結果,對於細部的成型問題並不是這麼在意,因此計算的效率相當重要(需要多次反覆運算)。

2. 開模前的成型分析& 3. 需要準確度高的回彈預測:

這階段,在模具與產品外觀都已大致底定,通常需要的是檢測出所有的成型問題,並會開始考慮產品脫離模具之後的”回彈現象”。若有考慮回彈的狀況,就必須得到更精確的應力,才能將回彈的數值,補償到模具上,盡可能減少後續補救措施(例如治具等)。


在Ansys Forming當中,為了讓使用者設定起來更加方便,有三種模式:

Accurate(針對成型性分析)、Fast(快速設計階段)、VeryAccurate(有回彈工站時最適合)。

選擇對應的模式透過點選Solution即可,再點選旁邊的齒輪圖,即可看到該模式相對應的設定內容,讓您直接無需過多的設定即可完成分析。

 


 

三種模式分別預設相對應的設定,如Element size (Blank Initial Size)、Time step、Tool velocity、Element type and number of integration points (NIP)。

在Ansys Forming都會為使用者進行基礎的預設值,讓分析更快設定完成。

如左圖,三種模式在Time step與Element size的設定差異。

 


 實際案例探討:

以相同模型/相同求解設定條件,進行比對,模型/求解設定如圖。

 

三種模式時間差異,如圖。

可以發現,時間差異最大可到85分鐘,接下來看網格差異。

三種模式下,求解之後的網格數,差異可到3.5倍(Fast與VeryAccurate模式比對)。

 


 

在成形性結果部分,可以看到左邊兩張圖比較發現,三種模式都可以表現出成形性的結果。

如Ansys Forming所建議的,若只需要檢視成形性結果,可直接使用Fast模式即可。

 


當有考慮回彈的狀況時,回彈量結果差異如下,

可以看到VeryAccurate模式下,最大值為2.3873mm;Fast模式下,最大值為1.3310mm。由此可知,結果差異相當大。

 


透過以上案例比對,雖然三個模式都可以得到一樣的分析項目,但在求解時間快但在回彈的準確度需求性相對較高,請記得選到正確的模式,讓Ansys Forming可以對使用者提供更好的幫助。