ABAQUS軟件在材料成型中的應用

ABAQUS有限元分析軟件基于其強大的功能,可以廣泛地應用與材料成型過程的模擬。

1. 鋼材軋制過程的模擬

在軋制工字鋼、槽鋼等帶凸緣的異型斷面型鋼時,ABAQUS軟件進行有限元仿真分析,可以對孔型橫斷面上各處變形進行精確模擬,能夠有效解決軋輥、動力消耗大,產品尺寸精度、軋制效率等問題。

ABAQUS軟件在材料成型中的應用的圖1


ABAQUS對L成型過程的仿真同樣也能夠取得較好的結果。軋制過程中,軋件在變形區內的軋制壓力分布是影響軋制力及軋輥各部位磨損程度的主要因素。ABAQUS顯示動力學有限元模擬的方法,對在不同變形參數條件下的軋制過程進行實時數值模擬,得出了軋件表面的軋制壓力分布規律,表面關鍵點的位移、應力、應變、溫度值,而且可以得到整個軋件的變形和溫度場等更全面的信息。

ABAQUS軟件在材料成型中的應用的圖2


2. 鍛造過程模擬
ABAQUStigong了強大的處理非線性的功能。可以模擬鍛造成形過程中的局部大位移、大轉動,以及復雜的接觸算法(包括剛體-剛體,剛體-變形體,變形體-變形體,其中剛體表面還可以是解析剛體面),并可以實時計算相應的模具反力。

ABAQUS軟件在材料成型中的應用的圖3


3. 彎管成型過程模擬
圖示結構為彎管成形制造工藝中各種裝備相互作用情況的示意圖。有限元分析主要針對在內壓作用下經過加熱的鋼管受力發生塑性變形的過程進行研究。圖5ABAQUS彎管成型過程的模擬。

ABAQUS軟件在材料成型中的應用的圖4


ABAQUS軟件在材料成型中的應用的圖5


4. 鈑金成型過程模擬
ABAQUS擁有豐富的材料本構模型和單元類型,在處理高度非線性問題方面性能卓越,一直為廣大工業和研究客戶所信賴。圖示為某航空油箱成形過程中起皺現象的仿真模擬。

ABAQUS軟件在材料成型中的應用的圖6


現代金屬成形工藝分析過程中,建立適當的“過程模擬”非常重要。掌握諸如摩擦條件、材料性能、工件幾何形狀、成形力等工藝參數對成形過程的影響,設計工程師可以正確地設計模具和選擇加工設備,并預測和防止缺陷的生成。
隨著模擬中的一些關鍵技術的進一步發展及計算機硬件水平的提高,數值模擬在加工成形中的應用越來越接近真實流程,模擬工作逐步從模擬簡單零件轉向模擬復雜零件,從模擬單工步成形轉向模擬多工步成形,從單純的金屬流動模擬轉向溫度場等多方面的復合模擬。ABAQUS的分析步正好體現了這樣的概念-模擬真實的世界。下圖為掉底模擬以及各向同性和各向異性材料的成型模擬。

ABAQUS軟件在材料成型中的應用的圖7


ABAQUS軟件在材料成型中的應用的圖8


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