解決方案 | DEFORM常見問題:應變值不變
在變形中,有一種相對常見的情況:零件變形,但有效應變保持為0,其他變量(如應力)的行為異常。報錯信息如圖1所示,工件的單元應力為0。(注:圖-1所示錯誤多發生在用戶自定義材料中,因此用戶首先要確認輸入的材料參數是否符合材料本構模型。)當應變率非常小時,應變值不變的問題很常見,并且與被稱為"極限應變率"的值相關。
圖1 單元應力為0的錯誤信息
什么是極限應變率?
為了改善收斂,DEFORM 使用被稱為“極限應變速率(LMTSTR)”的值來識別零件的剛性或幾乎剛性區域,并計算變形率接近零的區域的流動應力。
一般來說,流動應力和應變率之間的關系是非線性的,由流動應力定律定義。 在低于極限應變速率的值下,可假定流動應力和應變率關系在0和(
極限應變率)下的流動應力之間是線性的。
根據計算目的,應變率低于極限應變率的單元被視為“剛性”。它們不會計算應變,并且報告的有效應力可能相當低。
如何計算極限應變率?
為什么這會引起問題?
這對于剛體運動的模擬是必要的,例如零件在模具中下降的早期階段可能就會發生此類情況。
然而,當變形速度足夠慢,單元發生變形,但仍然低于極限值時,就會產生問題。若零件沒有顯示出應變,可能會出現相當大的變形。
此問題如何解決?
圖2 平均應變率和極限應變率設置
圖3 KEY文件中平均應變率和極限應變率設置
模擬除外,工件的剛性部分將看到高持續應力低于屈服應力,例如機械切削加工模擬和自由擠壓。在這些情況下,剛性區域可能傾向于在持續的應力下“蠕變”。此時,應使用比平均應變率小5個數量級的極限應變速率。
如何計算不同條件下的平均應變率?
■ 對于涉及工件非變形區域大的恒定應力的模擬:剛性區域可能會稍微“漂移”,從而造成小而潛在的重大誤差。對于這種類型的模擬,可使用5個數量級比率(即AVGSTR = 1,LMTSTR = 1e-5),典型情況例如自由擠出和切削仿真。
圖4 流動應力與極限應變率的比較
總結
■ 涉及快速變形的剛性“漂移”時:調低極限應變率LMTSTR到1e-5。
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