ABAQUS非稳态切削仿真实例

切削仿真软件的比较:目前用于切削的软件很多,如ABAQUS,LS-DYNA,DEFROM,ADVANTAGE,Marc等,ABAQUS的优势在于非线性处理能力强,有热力耦合的直接分析步,可以对切削过程进行较为准确的仿真分析,目前国际上用的最多,而且由于ABAQUS可以利用子程序和python进行很多定制的开发,从而为问题的解决提供了更好的条件。LS-DYNA也可以用于切削分析,但是其擅长领域属于碰撞等瞬态动力学分析,现在已经纳入ANSYS麾下,Marc也是一款具有很好非线性的软件,但是切削仿真远没有ABAQUS方便,而DEFORM在切削,轧制,滚压等领域已经建立起相对完善的仿真界面,但是整体上计算结果好像与实际有些差距,其在切削领域采用的仍为网格重画方法。而ADVANTAGE在切削领域算是最专业的了,这款软件建立了庞大的切削数据库,而且具有完善的切削,铣削,钻削等加工方法的仿真分析,缺点是材料数据库如果和他的数据有差异,可能比较麻烦。软件就介绍到这里,下面主要针对ABAQUS的非稳态切削做一下简单的说明,希望能为切削领域探索的各位达人一点启示吧!

 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

 

此次切削分析,不再建立基于切屑,分离层和工件的模型,整个工件采用一个长方形,而且不再采用ALE法则,本次切削采用拉格朗日准则+失效准则的方法建立切削仿真。下面就分为几个部分分别介绍一下建模要点以及注意事项! 

1.建模

建模过程其实没什么说的,就是一个工件,一个刀具,工件在这里就采用普通的长方形,刀具为了考虑磨损的影响,设置了一定的磨损量。为了后面定义接触和材料方便,在此采用网格划分后的creat mesh part模型。

2.材料定义

虽然在此处没有分离线的,但是这里在定义材料属性的时候,应该为其中一层网格定义失效准则。材料定义都很简答,包括弹性模量,泊松比,热膨胀系数,热传导率,比热,密度等常规量,而且应该基于JC 塑性流动准则,定义工件的塑性,至于内部参数的具体含义,我在上个讲座已经阐述的比较清楚,在此不再多说。本次仿真模拟采用的是shear damage,因为切削材料是52100,其JC damage当然也可以采用,在此只是强调一种方法而已,而且shear damage是和基于一个实验和温度相关的,从而使得结果的仿真更加符合实际。 


图片17.png

图片18.png

图片19.png

图片20.png

图片21.png

图片23.png

图片23.png

图片24.png

图片25.png

3.装配

这个我想大家都会的,就是根据你的切削用量,确定工件和刀具的相对关系,然后调整刀具和工件就可以了。

4.设置分析步

这个大家应该也不陌生,就是选择动态热力耦合分析步就行了,当然也可以采用绝热分析,绝热情况下更有利于锯齿切屑的形成,但是由于本次仿真就是难加工材料,而且仿真容易产生锯齿,为了更好模拟切屑的形成,本次采用热力耦合分析步进行切削仿真分析,在输出步记住选择所输出的内容,而且要注意一定勾选state一栏,因为在此我们采用的是拉格朗日+失效准则,设置这个能够看到最终失效的网格。 

图片26.png

图片27.png

5.接触的定义

在此接触的定义是非常关键的一个环节,如果定义不当,很容易出现问题,为了更好地仿真切削过程,在此仅建立三个接触关系,即后刀面与切削层和前刀面与切屑层(此处指可能产生切屑的层)以及切屑的自接触,由于此处是整体建模,比基于分离线,切屑,工件的模型,大大简化了切削的接触设置,而且仿真中发现切削过程的摩擦和刀具工件以及切屑之间的面传导率对最终切屑的形成具有重要影响,因此本次仿真结合试验,采用摩擦系数0.35,并且后刀面和工件,前刀面和切屑均建立面面热传导率,而且根据文献分别设置了相应的热流分配系数。 

图片28.png

图片29.png

图片30.png

图片31.png

图片32.png

6.施加约束和载荷

约束和载荷也没什么,和上次讲解差不多,就是限制工件下部和左边的约束,然后给刀具施加一定的速度就行了,同时施加初始温度场,有些人可能最终得不到温度场的变化,有可能是你就没有设置初始温度场,或者你没有设置好产热途径,而且在此注意单位制,如果你的单位制是mm,t,MPa的话,那么你施加的速度将是mm/s,所以要经过换算的,而且如果你的速度感觉特别大,应该采用幅值加载,在前一个讲座中已经讲解非常清楚,在此不再多说了!

7.划分网格

划分网格时注意虽然此处不设置分离线,但是我们在中间一层定义了失效准则,所以对网格划分有一定要求,可以采用标准的结构性网格划分方法,而且从其中的切屑分离位置处向两边设置梯度种子,这样可以保证分离层处具有足够的网格密度,可以同时兼顾正确性和效率,对刀具可以设置较大的网格吗,这样可以保证运算速度。

8.提交分析计算

这个更简单,只要会用软件的应该都会用这个,然后进行相关的输出就行了!在此,输出一些结果如下所示! 

图片33.png

图片34.png

图片35.png

图片36.png

图片37.png

图片38.png

CAE联盟十周年原创案例大赛

ABAQUS非稳态切削仿真实例的评论4条

  • 赖卫清
    0
    赞一个👍
  • 灬焚书灬
    0
    请问deform能把成型的零件卸载出来吗,就是我压一个齿轮,能从凹模里面拿出来吗?

ABAQUS非稳态切削仿真实例的相关案例教程

从事消费电子行业仿真,擅长胶材等材料的本构模型研究和构建。熟悉橡胶本构模型建立,包括超弹+线性&非线性粘弹+Mullins Effect+Permanet Set的材料测试方法和建模方法,感谢您的关注。以下是正文: ABAQUS中的Cohesive模型可用于模拟金属的裂纹扩展、复合材料的分层、焊接区域的破坏、涂层的断裂等,在消费电子、航空航天等领域的仿真中有着广泛的应用。 本文重点介绍了两种粘聚力
复合材料以优异的性能被广泛应用于航空航天、高速铁路、新能源等领域,然而随着应用领域越来越广,结构也更为复杂,给复合材料结构力学分析带来了巨大的挑战。尤其是在工程应用中的强度失效及断裂问题的发生,常是发生在微米量级上。传统板、壳等在宏观尺度上的理论分析方法已很难满足实际需要。因此,借助于计算机进行复合材料的小尺度分析是解决这一问题的关键。 复合材料的小尺度分析的核心步骤有以下两点:小尺度(微米、纳米
无论断裂还是切削等问题,考虑材料的损伤行为,基本上就是考虑损伤起始和损伤演化,这两个参数基本上可以通过实验数据计算而来。 对于单轴拉伸试验,其典型的真应力-应变曲线包括了初始弹性阶段,塑性阶段,刚度下降阶段和最终断裂阶段。最后两个阶段为损伤耗散过程,而对于材料损伤的定义也是基于这两个阶段的特征值进行的。 在ABAQUS中,材料损伤通常以一个损伤起始判据来定义材料的失效初始化。这个判据可以是材料在失
The output variables listed below are available in Abaqus/Explicit. Mechanical analysis–nodal quantities CFORCE Field: yes History: no .fil: no Contact normal force (CNORMF) and frictional shear force
概述 织物材料模型特性 是各向异性和非线性的; 是一个唯象模型,捕捉由纱线制成的机织织物在纬向和经向方向上的力学响应; 适用于具有两个“结构性”方向的材料,这两个方向在变形时可能不会彼此正交; 将局部织物应力定义为纤维之间角度变化(剪切应变)和沿纱线方向的名义应变的函数; 允许基于试验数据或通过用户子程序 VFABRIC 来计算局部织物应力,该子程序可用于定义一个复杂的本构模型; 要求在分析步骤中
影响力
粉丝
内容
获赞
收藏
    项目客服
    培训客服
    4 11