Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形

多孔材料與塑性材料(可壓縮的剛性-粘塑性材料)的處理方式本質(zhì)上相同,只是多了一個密度的設(shè)置。多孔材料應(yīng)該設(shè)置為Porous類型,而不是我們通常計算的Plastic類型。另外,密度的設(shè)置可以對整個工件進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置也可以通過Element data來對單獨(dú)的區(qū)域進(jìn)行設(shè)置。


材料密度變化的對象(例如粉末成型中使用的材料)應(yīng)建模為多孔對象。 


當(dāng)前可用于多孔材料的唯一迭代方法是直接求解方法。該方法不具有快速收斂能力,因此,多孔材料模擬可能比可比較的塑性材料模擬花費(fèi)更長的時間。


下面是一個滾珠軸承環(huán)(如下圖)壓縮成形的實(shí)例,這里只取一個其橫截面進(jìn)行分析。


Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖1


1 新建一個問題,并命名為Porous_race。然后進(jìn)入前處理,打開2D模塊。

Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖2


Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖3


Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖4

2 模擬控制部分只考慮變形不考慮傳熱。依次導(dǎo)入工件幾何體PM_pre.igs,上下模幾何體PM_top.igs和PM_btm.igs。

Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖5


Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖6


Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖7

3 設(shè)置坯料基本性質(zhì)。溫度2000F,密度0.9,材料AISI-4340[1550-2200F (  850-1200C)]。

Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖8

          

這里的密度是相對密度,不是絕對密度,取值為0-1。這個值最好設(shè)置成0.7及以上,因?yàn)?a href="http://www.yqgqt.org.cn/video/c15373" class="jsk-anchor">DEFORM不能對散粉壓縮進(jìn)行計算,即需要一定密實(shí)的材料。

設(shè)置材料密度除了這樣統(tǒng)一設(shè)置之外,還可以通過Advanced中的Element data設(shè)置。這兩種方法的區(qū)別是,后者能設(shè)置局部的密度信息,見下圖。其中Range可以批量給一定范圍的單元賦值,而Picking則可以給單獨(dú)選擇的單元賦值。


Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖9

                                       

Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖10

4 劃分網(wǎng)格。這里簡單的劃分350個網(wǎng)格。

Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖11


5設(shè)置上模運(yùn)動速度為7。下模保持默認(rèn)。


Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖12


6 進(jìn)行定位設(shè)置,上下模均采用干涉定位。


Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖13

7 定位關(guān)系設(shè)置。

Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖14

8 模擬控制。步數(shù)為100,每5步一存。步進(jìn)設(shè)置為0.0092in/step。

Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖15


Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖16

9 檢查并生成數(shù)據(jù)庫,并計算。

10 后處理,查看密度變化。

Deform多孔材料的滾珠軸承環(huán)成形的圖17

從后處理結(jié)果可以看到材料被壓實(shí)的一個過程,其他變量可自行查看。

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