APDL Showcase4: 圓盤鍛造-網格重劃分分析
“ APDL Showcase第4個案例，使用兩次網格重劃分進行圓盤鍛壓成型分析。”
這是APDL Showcase的第四個案例。本文簡單介紹一下這個案例和它的實現方式。
01
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模型與結果
這是一個軸對稱模型，描述了一個圓柱形的塑性金屬坯在剛體壓頭的下壓中被鍛造成形，成為一個圓盤。過程中使用了兩次網格重劃分分析。最終的von-Mises等效應力云圖動畫如下：
可以看到，網格重劃分分析對于計算這類具有超大塑性變形的問題，尤其是鑄造過程的模擬還是很有效的。
那么接下來就是簡要的命令流講解~
02
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模型邊界條件
這個模型初始狀況如圖所示。
/prep7 cdread,db,ringforging,cdb
ringforging.dat文件，命令流開頭自然是導入cdb模型數據。
!! Material is AISI 8620mp,ex,1,200e3 !MPamp,nuxy,1,0.3tb,nliso,1,,,power ! Nonlinear Isotropic Hardening with Power Lawc11=385.4 ! Initial Yield Stressc12=0.134 ! Power valuetbdata,1,c11,c12
接下來是定義冪指數形式的塑性硬化本構模型。總之就是一個塑性金屬模型啦。據我考察，Abaqus里就沒有這個指數形式的塑性硬化本構。
（冪指數形式的塑性材料本構模型）
!! Elements et,1,182keyopt,1,3,1 !Axisymmetric keyopt,1,6,1 !使用了Mixed u/p 單元公式，將位移和壓力分開作為獨立變量 et,2,169 et,3,172 keyopt,3,10,0 !每次迭代更新接觸剛度。 r,2 r,3 finish
好的，然后是第一次求解。
/solu outres,all,all ! Write solution results every substep nlgeom,on ! Large deflection is activated time,1ncnv,2 ! Terminate the analysis but not the program execution rescontrol,define,all,1 nsubst,20,2000,10 ! Initial time step size = 0.05 ! Minimum time step size = 0.5e-3 solve finish
從命令流可以看到，打開了大變形開關，設置了非線性分析步的時間步長。
這里有一條命令值得注意，那就是ncnv。我猜應該是NonCoNVergence的意思。參數為2，即如果解決方案無法收斂，則終止分析但不終止程序執行。
——命令流讀到這，跑一下看看？
0.7秒時的網格，還可以：
到0.9秒時的網格，就已經變形很嚴重了：
再往后的網格，就看不太清了。放一張稍微能看清點的：
（0.95秒，慘不忍睹）
03
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網格重劃分
好的，既然網格都慘不忍睹了，那我們就來進行一次網格重劃分。
/clear,nostart/file,ringforging/solurezone,manual,1,26 ! First rezoning at substep 26 (time=0.71691)remesh,startremesh,read,mesh1,cdb ! Read in the first mesh with esize=2allsel,allremesh,finimapsolve,500,pausefinish/clear,nostart/file,ringforging/solu ! Continue analysis with new meshantype, , rest, , , continuesolvefinish
第一句，/clear,nostart，清空數據庫，不讀取start.ans文件。GUI操作為：
下一步，rezone,manual,1,26，即啟動重分區過程。GUI操作如圖。
再下一步，remesh,read,mesh1,cdb。讀取文件夾里已有的mesh1.cdb文件。這個是根據0.7秒的模型，用任意前處理器重畫好的網格。
finish應該不用多說了。
接下來就是mapsolve,500,pause。完成finish命令以后，GUI界面上才會出現這個按鈕。
映射結束，就是又一波clear。然后進行重啟動分析。
這樣就使用第二組網格完成了求解。
0.74秒映射完成的結果：
到了0.94秒，網格變形還是很嚴重：
需要進行第二次網格重劃分分析。
這就都是一些重復操作了。將0.9秒的結果映射到第三個網格上。
/clear,nostart/file,ringforging/solurezone,manual,1,45 ! Second rezoning at substep 44 (time=0.9)remesh,startremesh,read,mesh2,cdballsel,allremesh,finimapsolve,500,pausefinish/clear,nostart/file,ringforging/solu ! Continue analysis with new meshantype, , rest, , , continuesolvefinish
映射好的0.9秒網格：
最終結果。這個網格還很順眼~
最終狀態的von-Miese應力，做個1/2的軸對稱延伸：
嗯，美得很美得很~
04
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后記
由于時間關系，本篇推送只講官方案例和命令流。目前看起來用Workbench是不太容易重復出這個分析結果的，所以我打算試試看Abaqus能不能實現類似的效果。
在學習過程中，我了解了ANSYS和Abaqus在塑性本構模型功能上的異同，也看到江丙云博士主編的《ABAQUS分析之美》中有類似的案例。但是我運行了一下那個案例，發現它使用的是ALE網格，并沒有像本例那樣進行兩次網格重劃分。所以我還需要學習Abaqus中使用網格重劃分的方法。
學海無涯，下次再見咯
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