eta/DYNAFORM 5.9.3 热成形分析培训手册oss.jishulink.com/upload/201608/1470267068925_DF5.9.3_Hot_Forming... · 声明 eta/DYNAFORM 应用手册 I. 声明. 本手册所提及的概念、方法和实例仅为说明及培训之

热成形分析

培训手册

版本 5.9.3

美国工程技术联合公司 Engineering Technology Associates, Inc. 1133 E. Maple Road, Suite 200 Troy, MI 48083

电话：+1 (248) 729 3010 传真：+1 (248) 729 3020 电子邮件：[email protected]

Engineering Technology Associates, Inc.，ETA，ETA 徽标和 eta/DYNAFORM 都是美国工

程技术联合公司的注册商标。所有的商标和名称都是由 ETA 版权所有。版权所有 ©1998-2015 美国工程技术联合公司。

声明

eta/DYNAFORM 应用手册 I

声明

本手册所提及的概念、方法和实例仅为说明及培训之目的，并不意欲应用于实际工

程分析和设计。

本手册中所提供的材料参数仅作为参考。

任何个人或公司因使用本手册中包含的信息而造成的直接或间接损失，美国工程技

术联合公司不对其承担任何责任。

概述

II eta/DYNAFORM 热成形培训手册

概述

eta/DYNAFORM 软件包提供了前处理器，求解器和后处理器。包括 eta/DYNAFORM，

eta/Job Submitter，eta/POST 和 eta/3DPlayer。

eta/DYNAFORM 是软件包前处理部分，可用来建立板料成形有限元模型。它包含用

来导入线数据的 VDA 和 IGES 转换器以及用来转换和创建模型的工具。

LS-DYNA 是软件包的求解器。eta/DYNAFORM 拥有完整的 LS-DYNA 接口，它允许

用户直接从 eta/DYNAFORM 界面运行 LS-DYNA 求解器。

eta/POST 和 eta/GRAPH 是软件包的后处理部分。这些程序用来处理 LS-DYNA 分析

得到的后处理文件。eta/POST 可以从结果文件中创建云图，变形，FLD，应力分布以及

动画等。eta/GRAPH 以图形化的方式处理相同的后处理结果文件。

eta/DYNAFORM 软件包的组成部分

软件的各组成部分都有各自的手册，要获取更多的信息，请参考相关手册。这些手

册分别是：

eta/DYNAFORM 应用手册使用 eta/DYNAFORM软件包分析各种板料成形问题

的较全面的训练手册

eta/DYNAFORM 用户手册 eta/DYNAFORM 前处理部分的功能参考手册

LS-DYNA 关键字用户手册 LS-DYNA（求解器）的参考手册

eta/POST 用户手册 eta/POST 和 eta/GRAPH（后处理）的功能参考手册

eta/DYNAFORM （前处理器）

LS-DYNA （LS-DYNA 求解器）

eta/POST （后处理器）

eta/3DPlayer （后处理器）

目录

III eta/DYNAFORM 应用手册

目录

声明 ........................................................................................................................I

概述 ...................................................................................................................... II

目录 ..................................................................................................................... III

1. B柱热成形分析 ................................................................................................. 1

创建eta/DYNAFORM数据库 ........................................................................... 2 I. 启动eta/DYNAFORM 5.9.3 ............................................................................. 2 II. 打开数据库文件 .............................................................................................. 2

热成形设置 ........................................................................................................ 4 I. 新建热成形 ...................................................................................................... 4 II. 成形基本参数设置 .......................................................................................... 5 III. 板料定义 .......................................................................................................... 5 IV. 板料材料及其属性定义 .................................................................................. 8 V. 工具几何定义 ................................................................................................ 10 VI. 工具材料定义 ................................................................................................ 13 VII. 工具接触定义 ................................................................................................ 14 VIII. 工具定位 ........................................................................................................ 15 IX. 工序定义 ........................................................................................................ 18 X. 控制参数 ........................................................................................................ 20 XI. 动画显示 ........................................................................................................ 21 XII. 重力加载 ........................................................................................................ 22 XIII. 保压硬化 ........................................................................................................ 24 XIV. 任务提交 ........................................................................................................ 26

应用eta/POST进行后处理 .............................................................................. 28 I. 读入结果文件d3plot到eta/POST ................................................................... 28 II. 变形过程 ........................................................................................................ 29 III. 减薄率 ............................................................................................................ 30 IV. 查看温度分布 ................................................................................................ 30 V. 查看历史变量 ................................................................................................ 31

ETA/DYNAFORM 5.9.3 缺省参数设置 ............................................................... 33

总结 ..................................................................................................................... 34

B 柱热成形分析

eta/DYNAFORM 热成形培训手册 1

1. B柱热成形分析


2 eta/DYNAFORM 热成形培训手册

创建eta/DYNAFORM数据库

I. 启动eta/DYNAFORM 5.9.3

对于工作站和 Linux 用户，在命令行输入“df593”（缺省）命令启动 eta/DYNAFORM。

对于 PC 用户，双击 eta/DYNAFORM 图标或者从程序组中选择 eta/DYNAFORM 来启动

软件。

启动 eta/DYNAFORM 后，程序自动地创建缺省的空数据库文件 Untitled.df。用户需

要导入 CAD 或者 CAE 模型到数据库中开始工作。

II. 打开数据库文件

选择菜单文件打开。打开培训文件所在的目录，如图 1.1 所示。选择数据库文件

HotForming.df，单击打开。这时在屏幕上显示了图 1.2 所示的模型。

图 1.1 打开对话框



图 1.2 打开的模型



热成形设置

完成模型的准备后，用户可以单击自动设置（AutoSetup）菜单下面的热成形（Hot Forming）进入热成形设置。

图 1.3 自动设置菜单

I. 新建热成形

单击热成形（Hot Forming）菜单后，程序会弹出新建热成形设置对话框，提示用户

定义基本的设置参数。如图 1.4 所示。

图 1.4 新建热成形模拟对话框

1. 输入板料的厚度为 1.95 (mm)；

2. 选择工艺类型为 Single action；

3. 选择原始模面为 Upper & Lower；

4. 单击 OK 按钮进入热成形设置界面。



II. 成形基本参数设置

进入热成形设置模块后，程序自动创建了三个工步，即重力加载、成形和硬化。由

于重力加载和硬化工步引用了成形工步定义的工具，因此用户可以先从成形工步定义板

料和工具。进入成形工步，如图 1.5 所示。

进入 General 页面后，将标题（Title）修改为 Forming。其他参数使用缺省值。如图 1.5 所示。

图 1.5 成形分析的 General 页面

III. 板料定义

1. 切换到 Blank 页面，单击成形设置页面中红色的 Blank 标签，程序会进入到板

料定义页面。

2. 在板料定义页面单击 Geometry 下面的红色 Define geometry 按钮，如图 1.6 所



示。

图 1.6 定义板料

3. 程序弹出坯料生成器对话框，如图 1.7 所示。

图 1.7 坯料生成器对话框

4. 单击 Add Part 按钮，用户可以在弹出的对话框中选择 BLANK 层，如图 1.8 所

示。

5. 选择完成后，单击 OK 按钮退出零件层的选取。程序退到坯料生成器对话框。

在对话框中我们可以看到零件层 BLANK 已经添加在坯料的零件层列表中，如

图 1.9 所示。

6. 单击 Exit 按钮返回板料定义页面。这时关于板料的基本参数都已经定义完成，

板料定义页面的标签由红色变为黑色，如图 1.10 所示。



图 1.8 选择零件层图 1.9 坯料生成器



图 1.10 板料定义页面

IV. 板料材料及其属性定义

热成形分析的板料既要定义结构材料，又要定义热材料，结构材料包括 MAT106 和

MAT244 两种。

单击材料下面的按钮，程序弹出如图 1.11 所示的材料对话框。单击 Import 按钮导入

MAT244 材料文件 blankmat.mat。



图 1.11 板料结构材料定义

注意：用户可以选择材料类型创建自定义的材料，可以对选定的材料进行编辑。

单击 Import 按钮导入热材料文件 blankmat_hot.mat，如图 1.12 所示。



图 1.12 板料热材料定义

V. 工具几何定义

1. 将页面切换到 Tools 页面。单击热成形设置页面上面红色的 Tools 标签，程序会

进入到工具定义页面。

2. 为了方便工具单元的选择和定义，我们最好将板料零件层关闭。单击工具栏中

按钮，然后单击零件层的 BLANK，将板料零件层关闭。

3. 单击 OK 按钮退出零件层开/关对话框。在工具页面的左边，程序默认定义了三

个工具，die、punch 和 binder。用户可以分别为三个工具定义零件。

4. 将当前工具切换到 die。在左边的工具列表中选择 die，然后在界面上选择几何

定义下面的红色 Define geometry 按钮，对工具 die 进行定义。如图 1.13 所示。

5. 程序弹出 Tool Preparation 对话框。单击 MeshOrganizeDefine tool 图标，如

图 1.14 所示。



图 1.13 die 工具定义

图 1.14 预处理

6. 在弹出的 Select Part 对话框中，选择 DIE，如图 1.15 所示。

图 1.15 选择零件层



7. 单击 OK 按钮返回 Define geometry 对话框，DIE 零件层已经加入到 die 的零件

列表中，如图 1.16 所示。

图 1.16 定义工具

8. 单击 Exit 按钮返回 Tool Preparation 对话框。这时有关 die 的工具几何已经定义

完成，die 的标签由红色变为黑色，如图 1.17 所示。

图 1.17 die 工具定义

9. 在左边的工具列表中单击 punch，将当前工具切换到 punch，下面进行工具 punch的几何定义。

10. 参考步骤 5-9，完成 punch 和 binder 的定义。

11. 单击 Exit 按钮，退出 Tool Preparation 对话框。



图 1.18 工具定义页面

VI. 工具材料定义

热成形分析不仅要定义板料的结构材料和热材料，还要定义工具的热材料。Dynaform允许用户为工具定义相同或不同的材料。

1. 单击 ThermalMat 按钮，如图 1.19 所示。



图 1.19 工具热材料定义

2. 选中 Used for all tools 选项，如图 1.20 所示。

3. 单击 Import 按钮，导入工具材料 toolmat_hot.mat。

4. 单击 OK 按钮退出工具热材料对话框。

图 1.20 工具热材料对话框

VII. 工具接触定义

在工具接触里，除了包括摩擦系数、接触类型等，还包括一些热参数。单击 Advanced按钮，弹出如图 1.21 所示的接触参数定义对话框。接受默认的参数，单击 OK 按钮，退

出 Contact 对话框。



图 1.21 接触定义对话框

VIII. 工具定位

在所有的工具都定义完成之后，用户需要定位各个工具在的相对位置。这一步是工

具定义完成后必须进行的步骤，否则用户就可能得不到正确的结果。此外，工具的定位

跟每一个工具的工作方向都有很大的关系，因此我们在定位之前需要仔细检查每一个工

具的工作方向。

1. 单击 Tools 页面的 Positioning 按钮进入工具定位对话框。

2. 程序自动以 binder 为参考位置对其他工具和板料进行了定位，工具和板料移动

到一个新的位置，各文本框中显示了相应的距离值，如图 1.22 所示。

3. 单击 Reset 按钮，恢复板料和工具的初始位置。

4. 单击 On lowers 按钮，使板料和工具以下模为基准进行定位，如图 1.23 所示。



图 1.22 定位工具对话框



图 1.23 修改定位基准

5. 单击工具栏中的按钮。屏幕上会显示工具和板料定位后的相对位置。如

图 1.24 所示。

图 1.24 定位后的工具和板料的相对位置

6. 单击工具定位对话框中的 OK 按钮保存当前对工具的定位设置并返回 Hot



Forming 界面。

注意：在 Hot Forming 中，当用户已经对工具进行了定位操作，屏幕上显示的是工具和

板料定位后的相对位置。但是，当用户在 Hot Forming 设置界面中单击

Positioning 对话框中 Reset 按钮，工具和板料又会回到原始位置。

至此，所有关于工具的定义已经完成。用户可以进行下一步工序的设置。在热成形

设置中，板料、工具和工序的定义没有一个严格的先后顺序关系，用户任何时候都可以

反过来修改前面的设置。但是作为一个有经验的工程师，养成一个好的习惯，按照顺序

一步一步地设置是避免不必要错误的好途径。因此建议用户还是尽量按照顺序进行设置。

IX. 工序定义

工序定义的目的是方便用户设置当前模拟需要的工序个数、每一个工序所需的时间

以及工具在每一个工序中的状态等。用户可以单击设置界面上 Process 标签进入工序设置

界面。用户只需要在新建设置时选择了程序内置的模板，程序就会自动添加一些必要的

工序。对应典型的工艺，这些工序基本上不需要修改或者修改很少就可以计算。这样大

大减少了用户设置的时间。

由于我们在前面选择的模板是单动（Single Action）成形，因此成形默认产生了两个

工序，一个压边工序，另外一个是拉延工序。

1. 在界面的左边工序列表中选择 closing 工序作为当前工序，修改默认的 closing设置如图 1.25(a) 所示。

2. 在界面的左边工序列表中选择 drawing 工序作为当前工序，修改默认的 drawing设置如图 1.25(b)所示。



a) 压边工序定义



b) 拉延工序定义

图 1.25 工序定义

X. 控制参数

控制页面（Control）的参数默认为程序推荐的缺省参数，针对不同的模型大小和网

格尺寸，我们可以进行如下的操作。

时间步长与自适应步数

1. 单击时间步长（Time step size (DT2MS)）后面的按钮，程序根据输入的

材料参数和板料的单元尺寸自动计算出十个最小单元的时间步长和所有单元的

平均时间步长，由于采用最小时间步长计算稳定但所需的计算时间较长，用户

可以参考这些值来输入合理的时间不长，本例中输入的时间步长如图 1.26 所示。

2. 单击热时间步长（Thermal Time step (TMAX)）后面的按钮，程序根据工



具运动速度计算出推荐的热时间步长。

图 1.26 控制参数

XI. 动画显示

现在用户可以对设置的模型进行动画显示，以便检查各个工具所定义的运动情况。

1. 单击菜单栏的 PreviewAnimation。如图 1.27 所示。

2. 单击 Play 按钮，工具将根据定义的移动曲线以动画的形式显示其运动状态。

3. 用户可以选中 Individual Frames，然后单击中的

按钮来显示一步一步的状态。如图 1.28 所示。



图 1.27 动画显示菜单

图 1.28 动画控制对话框

4. 屏幕上显示所有工具相对其初始状态的位置，如图 1.29 所示。

5. 单击 Exit 按钮返回热成形设置界面。

6. 单击菜单栏 SetupSave 保存数据库。

图 1.29 工具运动到第 6 帧的模型

XII. 重力加载

热分析中板料发生了一定程度的软化，因此通常建议进行重力加载分析。重力加载

引用了成形工步的板料和工具，用户不需要再次定义板料和工具。重力加载后的温度分



布和应力应变信息将自动传递到成形工步。

图 1.30 重力加载

单击控制（Control）页面的高级（Advanced）按钮，在打开的对话框里修改如图 1.31所示的参数。



图 1.31 热控制参数

XIII. 保压硬化

成形工步的板料和工具温度和应力应变信息自动传递到保压硬化工步中，在该工步

中，工具处于合模位置。默认情况下，上模的压力为 40 吨，保压时间 5 秒，如图 1.32所示。



图 1.32 保压硬化工序定义



图 1.33 保压硬化控制参数

XIV. 任务提交

在定义完所有的设置后，我们可以对当前设置进行任务提交计算。

1. 单击菜单栏的 JobJob Submitter，如图 1.34 所示。

2. 程序弹出任务选项对话框，如图 1.35 所示。热成形分析采用 LS-DYNA 双精度

求解器计算。

3. 单击 OK 按钮完成选项设定。



图 1.34 任务菜单

图 1.35 任务选项

4. 这时程序将当前的任务已经提交给 Job Submitter 进行统一管理了，如果在 Job submitter 任务列表中，如果没有其它任务，程序就会弹出 LS-DYNA 的计算窗

口。



应用eta/POST进行后处理

eta/POST 能够读取和处理 d3plot 文件中所有可用的数据。除了包含没有变形的模型

数据，d3plot 文件还包含有所有的由 LS-DYNA 生成的结果文件（应力、应变、时间历史

曲线、变形过程等）。

I. 读入结果文件d3plot到eta/POST

单击 eta/DYNAFORM 主菜单上的 PostProcess 菜单启动 eta/POST。eta/POST 缺省的

安装路径是 C:\Program Files\ETA\Dynaform5.9.3。在这个目录下，双击执行文件

EtaPostProcessor.exe 也可以启动，或者从开始菜单的 DYNAFORM 程序组启动。如图 1.36所示。后处理界面如图 1.37 所示。

图 1.36 后处理菜单

图 1.37 后处理界面

1. 在 eta/POST 中，选择菜单 File Open，打开 Open 的对话框。

2. 选择文件类型为：ETA Multiple stage file (*.idx)，如图 1.38 所示。

3. 选择 HotForming.idx 文件.

4. 单击 Open 按钮打开计算结果文件。



图 1.38 文件类型列表

5. 用户可以进行结果文件的后处理操作，操作工具栏如图 1.39 所示。

图 1.39 后处理工具栏

II. 变形过程

1. 缺省的绘制状态是绘制变形过程（Deformation）。在帧（Frames）下拉菜单中，

选择 Select Cases 选项。如图 1.40 所示。

图 1.40 变形对话框



2. 为了方便观察板料，用户可以关闭所有的工具，只打开板料零件层。从工具栏

中选择按钮。

3. 在零件层操作对话框，关闭所有的工具，只保留板料零件层，所有关闭的零件

层的颜色变为白色。

4. 单击 Exit 退出操作绘制变形过程对话框。

5. 用户也可以用视图操作改变视图，视图操作和前处理相同。如图 1.41 所示。

图 1.41 视图操作工具

III. 减薄率

1. 在工具栏中，单击厚度按钮。

2. 在 Current Component 下拉菜单中选择 THINNING（减薄率），如图 1.42 所示。

3. 单击 Play 按钮进行动画显示减薄率变化过程。

4. 移动 Frames/Second 滑块，设置动画速度。

5. 单击 Stop 按钮停止动画显示。

图 1.42 厚度显示对话框

IV. 查看温度分布

对于热成形而言，用户比较关心板料和工具的温度分布。

1. 在工具栏中，单击等值线图标按钮。

2. 在 Contour Plot/Animation 下拉菜单中选择 Temperature（温度）。

3. 在 Current Component 下拉菜单中选择 TEMPERATURE(C) （摄氏温度），如图 1.43 所示。



图 1.43 温度显示对话框

V. 查看历史变量

热分析中包含各种历史变量，这些历史变量有助于分析零件的成形性、力学性能等。

其中高强钢材料（MAT244）主要包含以下历史变量。

历史变量意义

1 奥氏体含量（Austenite）

2 铁素体含量（Ferrite）

3 珠光体含量（Pearlite）

4 贝氏体含量（Bainite）

5 马氏体含量（Martensite）

6 维氏硬度（Vickers Hardness）

7 屈服应力（Yield Stress）

8 ASTM 晶粒度（ASTM Grain Size）

1. 在工具栏中，单击等值线图标按钮。

2. 在 Contour Plot/Animation 下拉菜单中选择 Extra History Var（历史变量）。

3. 在 Current Component 下拉菜单中选择历史变量对应的编号。

4. 单击播放或选择一帧查看历史变量的云图。



注意：eta/DYNAFORM 的后处理模块中除了以上介绍的功能以外，还提供了主应变图

（Major/Minor Strain）、成形极限图（FLD）、矢量图（Vector）、圆形网格图

（Circulor Grid）及毛坯工具距离（Blank Tool Distance）等功能。用户可参考后

处理用户手册学习相关功能。

eta/DYNAFORM 5.9.3 缺省参数设置


eta/DYNAFORM 5.9.3 缺省参数设置

eta/DYNAFORM 5.9.3 的配置文件位于安装目录和用户目录下，软件安装完成后在安

装目录下有一个文件名为 dynaformdefault.config 的文件，它设置了许多关键参数的缺省

值。当用户首次打开软件时，程序自动在用户应用程序数据目录下创建文件名为

dynaformdefault.config 的配置文件，配置文件的路径为 C:\Documents and Settings\Andy\My Documents\ETA\Dynaform5.9.3 (Windows XP) ，C:\Users\Andy\AppData\Roaming\ ETA\Dynaform5.9.3 (Windows 7)。用户可以打开这个文

件，根据需要改变这些缺省值，也可以在菜单 OptionEdit Default Config 对话框中编辑

eta/DYNAFORM 的缺省值，对话框中修改的缺省值将保存到用户目录下的配置文件中。

用户目录下的配置文件优先级高于安装目录下的配置文件。

对于 UNIX/Linux 用户，dynaformdefault.config 位于安装目录和用户的主目录中

（/home/Andy/ETA/Dynaform5.9.3）。位于用户主目录下的配置文件 dynaformdefault.config优先级高于安装目录下的配置文件。

热成形缺省参数如下图所示。

热成形缺省参数



总结

本手册主要内容是热成形分析培训指南。主要用来帮助用户掌握 AutoSetup 模块中

热成形分析设置的使用，了解热成形分析的基本过程。关于有限元仿真的技术细节和

eta/DYNAFORM 的其它应用并不包含在本手册中，如果需要，用户可以参加

eta/DYNAFORM 高级培训来学习更多的技术细节。

请参考 eta/DYNAFORM用户手册和LS-DYNA关键字用户手册了解更多的技术细节

和分析参数设置。

Documents

eta/DYNAFORM 5.9.3 热成形分析培训手册oss.jishulink.com/upload/201608/1470267068925_DF5.9.3_Hot_Forming... · 声 明 eta/DYNAFORM 应用手册 I. 声 明. 本手册所提及的概念、方法和实例仅为说明及培训之

eta/DYNAFORM 5.9.3 热成形分析培训手册oss.jishulink.com/upload/201608/1470267068925_DF5.9.3_Hot_Forming... · 声明 eta/DYNAFORM 应用手册 I. 声明. 本手册所提及的概念、方法和实例仅为说明及培训之