設計仿真 | Marc 2025調用前分析狀態鉚接實例解讀
Marc 2025版本新增了許多實用功能,下面我們就通過具體的案例來進行解讀。今天要分享的是調用前分析狀態鉚接實例,本示例著重介紹了在多個接觸體參與且其中一個部件使用重網格的情況下,如何使用先前的分析狀態。
調用前分析狀態鉚接實例
簡介
此示例展示了分析中使用先前分析狀態的過程。示例的第一階段執行鉚接操作,將兩個部件連接起來。此操作是在僅包含鉚釘周圍區域的較小模型上完成的。第二階段將鉚釘連接的兩個零件拉伸增大成最大的零件,第一階段模型相當于第二階段模型的一部分,然后將先前分析狀態的殘余應力和應變狀態映射到新的模型中。本示例的目標是展示新版本Marc在調用前分析狀態的功能改進。
兩個模型如圖1所示。初始模型用于執行第一階段的鉚接形成分析。它將這個模型與從后處理文件中網格化的鉚釘網格結合起來如圖2所示。
圖1:兩個階段的模型
第一階段模型的設置
第一個模型相對簡單,CAD中構建3個幾何模型,進行網格劃分,見圖1。定義材料,設置模量,泊松比和塑性硬化曲線見圖2。定義邊界條件,板材兩端被固定夾緊約束邊界條件,2個板件通過鉚釘連接在一起,確保在第二個模型中擴展時,不會位移跳躍;鉚接過程通過將鉚釘底部夾緊,并給鉚釘頂部在y方向施加規定位移來簡化建模,見圖3。
圖2 定義材料
圖3 邊界條件
接觸定義:這個示例的主要目標是展示如何使用先前分析狀態,而不是如何正確建模鉚接過程。定義3個零件為接觸體。默認情況下,所有體都會與所有其他體檢查接觸。由于接觸發生在曲面上,我們為所有三個體啟用了平滑表示,以避免曲面接觸區域中出現虛假應力。同時,我們還設置了與該選項相關的C0連續性選項,以確保接觸體之間沒有縫隙。定義鉚釘網格重劃分,在鉚接過程中對鉚釘使用了重網格。形成分析工況,然后遞交計算。
圖4 接觸體
圖5 網格重劃分
圖6 成型后結果
第二階段模型的設置
第二階段使用帶有鉚釘的大板。在第一次分析中映射的應力和應變基礎上,向板材施加拉伸載荷。由此產生的應力將來自鉚釘成形過程中的殘余應力以及第二次分析中的加載。這里的目的是將鉚釘操作產生的應力影響限制在鉚釘周圍的區域。根據圣維南原理,遠離該區域的初始應力足夠小,可以忽略。
模型修改,第二模型使用第一階段模型作為基礎。鉚釘替換為變形后的網格,板材被加長,其中包含鉚釘及其周圍的板材網格改變如圖1所示,使用了 Solids Operation 中的 Expand Faces 選項,具體操作步驟如下所示。板材的兩端擴展了30mm,并注意到在固體修改后,固體會自動重新劃分網格。新的邊界條件:一端被夾緊,另一端施加2mm的固定位移,拉開板材,以在鉚釘上施加載荷,保持裝配體的整體性。
圖7 幾何面擴展
圖8 約束條件中心薄板x負方向運動定義
前期分析狀態設置:現在我們將定義前期分析狀態初始條件,一是用于板材,二是用于鉚釘。板材采用原始模型第一次分析的位移就會被映射,第二次分析對于鉚釘采用變形體,分別見圖9-10。后處理結果,列舉初始導入模型和最終第二階段仿真后的模型結果對比,見圖11-12。
圖9 鉚釘前分析結果調用
圖10 兩個板材前分析結果調用
圖11 初始調用應力結果
圖12 中間板拉伸應力結果
輸入文件
所有操作可以通過點擊幫助文件的按鈕自動運行演示模型,點擊下圖播放按鈕即可,見下圖13 仔細閱讀參照用戶手冊e035文件,完成案例操作。
圖13 點擊運行幫助自動運行程序
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