DEFORM中的Properties:Deformation

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DEFORM中的Properties:Deformation的圖1


1 目標體積(Target Volume)

在模擬中變形體保持不變是很重要的,有助于得到精確的結果。有些情況下,好的網格尺寸以及小的步長也無法確保在一些模擬中體積不變。那么現在用戶就可以使用Target Volume來激活體積補償。

體積補償選項有以下幾個:

Not active:不激活體積補償

Active in FEM:在有限元方法中激活(個人認為意思是指在有限元求解中激活)

Active in meshing:在網格重劃分中激活

Active in FEM + meshing:在二者中皆激活

Enable thermal expansion:激活熱膨脹

選中以上選項后,點擊Volume后的那個按鈕會自動計算原始體積。

體積損失的原因:

  • DEFORM中使用懲罰函數會理所當然地在每一步帶來一小部分損失,這是很正常的并且無需在意。

  • 如果使用了較大的時間步長并且禁用了子步長,則在發生接觸時,節點將穿透從屬對象(slave object)表面,然后在該步長結束時重新定位,在這個過程中可能會導致輕微的體積損失。在仿真過程中,這可能需要注意。

  • 當從屬對象的單元圍繞主對象(master object)的角伸展時,這些單元將切入主對象的邊角。重新網格劃分時,穿過邊角的體積將丟失。這種問題可以通過細化拐角處單元來緩解。

值得注意的是,對于多孔材料來講,體積是應該發生變化的,加入激活了體積補償,那么該體積在網格重劃分時將保持不變。

另外,對于自由表面很大的幾何來講,體積補償會導致畸變。如果說畸變太大,最好的方法還是細化網格并且將polygon length sub stepping的值設小。頻繁的網格強制重劃分也很有用,如果邊角的單元問題無法改善。

2 體積懲罰常數(Volume penalty constant)

體積罰分常數(PENVOL)指定一個較大的正值,該值用于增強塑性體的體積常數。默認值106對于大多數模擬而言已足夠。如果該值太小,則可能會發生比較大的體積損失。如果該值太大,則計算可能難以收斂。

3 平均應變速率(Average strain rate)

平均應變率(AVGSTR)是有效應變率的特征平均值。在仿真開始時應給出該值的近似值, 可以用下面的公式獲得合理的近似值:(不過貌似大部分的情況下都不用管它)

DEFORM中的Properties:Deformation的圖2

式中:V指的是主模具的初始速度

          h指的是工件的最大高度,對于壓縮來講就是初始高度

4 極限應變速率(Limiting strain rate)

這個值的意思呢就是當材料的應變速率低于此值時,材料會被當成剛體,應變值和破壞值都不會改變。觀察上面平均應變速率的近似計算公式,當V太小或者h太大,都會導致應變速率非常小。假如你發現你的工件在變形,但是應變為0不變,那么可以考慮是不是應變速率太小以致于小于極限應變速率引起的。

DEFORM會自動地使這個值保持為0.1%-1%平均應變速率。如果這個比例太低,求解可能會不易收斂,如果太大,解的精度又會下降。

5 彈塑性初始推測(EP initial Guess)

彈塑性求解(ELPSOL)的收斂性取決于應力-應變狀態的初始推測。主要有以下三個選項:

  • 塑性求解(Plastic solution):使用純塑性變形數據來生成初始猜測。

  • 彈性求解(Elastic solution):使用純彈性變形數據生成初始猜測。

  • 前步求解(Previous step solution):使用上一步中的彈塑性求解來生成初始推測。

在大多數情況下,前步求解可以提供最佳的收斂性。如果對于特定問題收斂性較差,則可以使用彈性或塑性求解。

6 蠕變求解(Creep solutions)

此選項主要是激活蠕變計算。首先要激活"Simulation   controls-Advanced-Output controls"中的選項。



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