Abaqus之切削數值模擬

今天開始要為大家介紹仿形刀挖土的數值分析建模思路,仿形刀挖土該如何通過有限元來實現呢,在查了許多資料后,試了多次終于得到以下結果:

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建模要點如下:

要點1

在Part模塊中,將刀片創建為解析剛體(Analytical body)。解析剛體的作用就是不能發生變形,沒有應力(剛度近似于無限的這樣一種存在)。

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要點2

在材料的屬性那一欄里,除了常規的密度、彈性、塑性的定義。由于金屬構件是被剪壞的,所以需要增加其剪切破壞與延性參數。當然,貓咪老師猜想由于金屬切削在熱熔的情況下才能完成,所以需要增加與溫度有關的一些參數的設置,比如膨脹、導熱等。

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要點3

Assembly模塊沒有多大花頭,這里要注意兩點,一是大變形設置、換算整個過程完成的時間、還有大名鼎鼎的ALE自適應網格算法。自適應網格在許多方面都應用非常廣泛,我用下來的理解是,自適應算法可以將有限元的網格“剪破”。適應某種大變形的存在。

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要點4

當然,重中之重的還是接觸模塊,貓咪老師認為做有限元分析中接觸模塊最不容易操作,錯一處,結果就不容易收斂。首先來說一下接觸屬性的設置,也就是刀片與金屬片的面面接觸,需要定義法向與切向屬性,上圖:

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 約束屬性中需要定義刀片的性質,一個是解析剛體作用面的方向,另一個是參考點的選取,這樣刀片在約束屬性的定義下完全變成了剛體,上圖:

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要點5

載荷模塊中,需要定義刀片的切削速率。(方向不要搞錯哦!)

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這樣一個簡單的刀片切削的案例就大功告成。

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