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NUMISHEET 2025 系列连载 ⑤NUMISHEET 2025 工业基准：PAM-STAMP 的成形结果摩擦 0.05、压边力 1250 kN、自由回弹，其余全取默认的一套算例2026-09-29　系列⑤　约12分钟一、这一算的工况 这个 T-Node 是这个系列一直在用的那件工业基准，几何和材料在前面几篇已经备齐，这一篇换成 PAM-STAMP 来算。工艺条件取三项：工件与模具之间的库仑摩擦系数 0.05，压边力 1250 kN，回弹按自由回弹处理。除了这三项，其余全部保持软件默认，没有去动精度档、时间步和接触设置，也没有做任何调优。这样取值是有意的，先看 PAM-STAMP 在自己常规设置下的结果，把人为干预压到最低，算出来的结果才说明得了问题。材料沿用第二篇整理的那张 1.4301 卡片，原始料厚 1.5mm，弹性模量 207 GPa。这里照例交个底：官方那套试验数据是按 Yld2000-2d 的系数发布的，而这张卡上挂的屈服准则是 Hill 48。两边吃的是同一份数据，但数据落到屈服面上所用的模型不是同一个，先记着这一条，等后面几家都做完、做横向对照的时候再拿出来说。二、计算时间 这套算例在 PAM-STAMP 里也分三步走，先拉延，再修边，最后回弹。每一步收尾时求解器都会打出一块 COMPUTATIONAL TIME，里面三行，CPU TIME、ELAPSED TIME，以及两者的比值。统计口径先说清楚，只记实际耗时，也就是 ELAPSED TIME 那一行；CPU 累计时间不列入，理由后面讲。三步的读数是这样。拉延，实际耗时 146.1秒，报告同时给出 0:02:26，这一步的 CPU 累计是 145.0秒，比值为 99.23%。修边，实际耗时 5.612秒，同时给出 0:00:05，CPU 累计 5.000秒，比值 89.10%。回弹，实际耗时 4.518秒，同时给出 0:00:04，CPU 累计 4.000秒，比值 88.54%。三步加起来 156.2秒，约 2分36秒。拉延工步的计算时间报告，ELAPSED TIME 1.461E+02 秒，即 0:02:26；CPU TIME 1.450E+02 秒。 修边工步的计算时间报告，ELAPSED TIME 5.612 秒，即 0:00:05；CPU TIME 5.000 秒。 回弹工步的计算时间报告，ELAPSED TIME 4.518 秒，即 0:00:04；CPU TIME 4.000 秒。 工步 实际耗时 拉延 146.1秒 修边 5.6秒 回弹 4.5秒 合计 156.2秒，约2分36秒 三个数里拉延占了九成以上，修边和回弹都在十秒以内。修边是沿修边线做的几何切割，板料在这一步不再经历大变形，用时短是正常的；回弹这一步只用了 4.518秒，比拉延小了一个量级还多，这个数本身就值得留意，后面如果要把不同算例的耗时放在一起看，回弹这一步的求解设置要先弄清楚，口径对不上的话比出来的数没有意义。为什么不看 CPU 累计时间，前面说过一次，这里再说一遍。CPU 时间是把各个核心自己跑的时间加在一起，它反映的是计算资源的消耗量，不是这台机器要等多久；判断一套算例多久能出结果，看的是实际耗时。这次的比值倒是给了一条有用的信息。三段的 CPU 与实际耗时之比分别是 99.23%、89.10%、88.54%，都在 1 附近。按常见的口径理解，比值接近 1 意味着这一步占用的算力与流逝的时间相当，也就是基本由单个核心串行跑完；如果这一步是多核并行，比值会成倍上去，八个核跑满会接近 8。笔者是按报告印出来的数这么读的，实际提交任务时的核数还请以当时的设置为准。这一点之所以要写清楚，是因为耗时这个数只有配上机器和核数才有意义：同一套算例换一台机器、换一个核数，三个数都会变，它们描述的是这次计算的过程，不是这个零件的固有属性。三、厚度与减薄 先看厚度。原始料厚 1.5mm，这一算最厚的地方 1.668mm，最薄 1.052mm。色标范围正好压在 1.052 到 1.668mm 之间，刻度八格，每格 0.088mm。再看减薄。PAM-STAMP 这张图叫 Thinning（engineer value），这里有个容易踩的地方，它的符号约定是把减薄记为正、把增厚记为负。所以图上最大值 0.298 才是最大减薄，也就是 29.8%；最小值 -0.112 是增厚，也就是 11.2%。看这类图之前先把符号方向确认一遍，不然会把一增一减看成同一回事。这张图的色标还有一处容易误读。它只画到 0.000 到 0.250，两头再各加一块深色，上端深红表示数值大于 0.250，减薄得更厉害；下端深蓝表示数值小于 0，也就是增厚。这两块不是更高的量级，只是把色标范围之外的值收进来，读图的时候按这个理解。两张云图可以互相对上。最厚那处 1.668mm 对应减薄的 -0.112，1.5 乘 1.112 正好等于 1.668；最薄那处 1.052mm 对应减薄的 0.298，1.5 乘 0.702 等于 1.053，与厚度图上的 1.052 差 0.001，是减薄率只印到三位小数带来的舍入。两组数说的是同一件事，只是一张用绝对厚度表达，一张用变化率表达，算得过来，这也是读数正确的一处旁证。所以这一算的最大减薄是 29.8%，最大增厚是 11.2%。从分布上看，上方那条边缘是整件最厚的地方，在厚度图上是一条明显的红带，在减薄图上对应的就是超出下端色标的那块深蓝，两处指的是同一片；同一条边靠左的一段反过来，读数换到了减薄那一头。也就是说这条自由边上两种极端同时存在，一端增厚、一端减薄。整件最薄的地方有两片，一片在板料的左上角，一片在右侧的中段，减薄图上这两处正是颜色最红的地方，两边的位置对得上；几个圆角的内圈也各有一片偏薄的区域，但没有到极值。零件腹部占面积最大，颜色落在色标中间偏上的一两档，厚度介于两者之间。厚度云图，最厚 1.668mm，最薄 1.052mm，色标 1.052 到 1.668mm 共八格。 减薄云图，最大 0.298（即减薄 29.8%），最小 -0.112（即增厚 11.2%）。色标上下两端各有一块深色，分别表示大于 0.250 和小于 0。 四、成形极限 PAM-STAMP 的成形极限图给的是分区着色，图例列了四类：Strong wrinkling trend 编号 7，Wrinkling trend 编号 6，Insufficient stretching 编号 5，Safe 编号 4。这四个编号是 7、6、5、4 而不是 1、2、3、4，说明它们是软件内部那张质量分级表里的条目编号，不是这一次算例里排出来的顺序；这一次没有出现的类目，图上就不列。先说结论，图例里没有出现与开裂相关的分区，这一算不开裂。占面积最大的是 Safe，也就是绿色那一类。起皱相关的两类沿零件上边缘排成一条带，并在几个圆角的外圈各绕一圈，外圈是品红色的 Strong wrinkling trend，紧挨着它的内圈是蓝色的 Wrinkling trend；拉伸不足那一类是中灰色，在零件中部有一小片。这个分布和上一节对得上，起皱的地方正是增厚的地方，两者都出现在自由边和圆角的外缘。这张图没有印出各区的面积占比，笔者按像素数大致数了一下：安全区约占八成，品红色那一类约一成二，中灰那一类约百分之四，蓝色那一类约百分之三。还有一点是显示上的，看图时容易误会。这套云图给三维面加了明暗，圆角那一圈曲面以及上边缘拐弯的地方会被压暗，最暗处大约只剩原色相的三成亮度；另一些地方则被提亮到接近泛白。明暗只改亮度、基本不改色相，所以判断分布的位置没问题，但不要拿图上的深浅去反推数值，数值以图上印出的极值和色标为准。具体到这张图，圆角那一圈有一部分面积被压得很暗，颜色偏黑，色相上仍然属于它本来的那一类，不要把它当成另一个分区。成形性分区图。图例四类：Strong wrinkling trend（7）品红、Wrinkling trend（6）蓝、Insufficient stretching（5）中灰、Safe（4）绿；未见与开裂相关的分区。 五、回弹 回弹同样是自由回弹，不带点约束。PAM-STAMP 给的是两幅图，一幅是位移的合成量 Norm of displacement，一幅是沿 z 方向的位移分量 Displacement along direction (0,0,1)，单位都是 mm。两幅图上印出的最小值和最大值都是求解器报出的全场极值，不是采样读数。合成量的范围是 0.111 到 2.563mm。最大位移出现在上边缘那一条带上，也就是前面说的增厚、起皱的那条自由边；零件腹部一片偏低，量级明显小于上边缘；下方两个圆角附近又回升，落在中间几档。除开自由边那一条和下方的圆角，零件其余部分的读数都不高，说明这套件的回弹在面上是比较均匀的，主要集中在自由边。z 向分量的范围是 -0.601 到 1.870mm。分布和合成量不完全一样，上边缘仍然是最大的一带，极值 1.870mm 就落在这一带；紧挨着它内侧还有一条负值带，读到 -0.601mm，方向与外侧相反，也就是说这一条边上正负两种符号同时出现。零件腹部接近零位，下方两侧圆角附近又出现不大的正值。两幅图之间的关系也值得说一下。合成量是三个方向分量的合成，任一点的合成量都不会小于该点在任一方向上的绝对值，所以 2.563mm 比 z 向的 1.870mm 大，是符合这个关系的；反过来，两个数不能放在一起比大小，它们说的不是同一件事。位移合成量云图，最小 0.111mm，最大 2.563mm，极值出现在上边缘一带。 z 向位移分量云图，最小 -0.601mm，最大 1.870mm，上边缘一带正负两种符号同时出现。 六、结果汇总 把这一算的关键数值归到一张表里。项目 结果 最大减薄 29.8%（最薄处 1.052mm） 最大增厚 11.2%（最厚处 1.668mm） 最薄厚度 1.052mm 最厚厚度 1.668mm 成形性 未见开裂相关分区，安全区约占八成 位移合成量 0.111 到 2.563mm z 向位移 -0.601 到 1.870mm 计算时间 156.2秒（三步合计） 七、几点观察 一是这一算的结论是清楚的：不开裂，最大减薄 29.8%，位置在板料左上角和右侧中段这两片；最大增厚 11.2%，出现在上边缘那条自由边的右段。成形性分区里没有与开裂相关的类别，图例上出现的是安全区、两类起皱趋势和一类拉伸不足。单从这一次的计算看，这个工艺方案在 PAM-STAMP 里是通的。二是减薄率这个数要和成形性一起看。29.8% 这个量级放在冲压里不算小，而成形性图上没有出现开裂相关的分区，两件事并不矛盾。减薄率是厚度方向上的一个量，能不能开裂还要看这一处的应变落在成形极限曲线的什么位置，同一个减薄量落在大变形区还是小变形区，结论可能完全不同。所以真要判断这一处能不能接受，稳妥的做法是回到那一处的应变路径和成形极限曲线上去看，而不是只盯减薄率这个数。何况这次是全默认、没有调优的状态，减薄出现的位置和量级正好可以当作后面调整的起点。三是符号约定这件事值得单独记一笔。同样的减薄概念，不同求解器在界面上的符号方向不一定一致，有的把减薄记为正，有的把增厚记为正，而图上标的都是 thinning 之类的词。看熟了一个再去看另一个，很容易把同一类现象读成一增一减。拿到一份没见过的结果，先把符号定义确认清楚，比对着数值调参要重要得多。四是显示上的明暗要认得出来。云图为了表现三维面，圆角和高光处会被压暗或提亮，色相基本不变。认得出这一点，就不会把圆角上那条暗色带当成另一个分区或者一处异常。判断数值一律以图上印出的极值和色标为准，不要用肉眼去看深浅估数。五是关于横向对照，这一篇先不做。这个系列后面还有软件的结果要补，等几家都齐了再放到一起看。理由是这样更省事也更可靠：一套基准加一组同样的工艺条件，跑出来的结果谁高谁低，只有在几家的设置口径都对得上的时候才谈得清楚；逐个去比，容易把设置上的差异当成软件之间的差异。笔者现在能说的只是这一次的结果本身，横向的结论留到材料齐了再下。本篇基于 NUMISHEET 2025 工业基准的实际计算过程整理，云图与读数来自笔者自己的算例，仅作方法说明。文中的最小值与最大值均取自求解器报出的全场极值；成形性分区由软件内部阈值判定，不宜与按曲线表达的成形极限图直接互换。本篇只记录 PAM-STAMP 一侧的结果，与其他软件的横向对照留到算例齐备后一并展开。 来源：阿毅工作室