基于ALE方法的余弦壓模成型

       余弦壓模設為剛體,不考慮變形,下部鋼坯是變形體,通過ALE方法給壓模施加豎向位移來模擬鋼坯在擠壓作用下變形的過程。

12.gif

dies3D.gif

Case1: 軸對稱模型

基于ALE方法的余弦壓模成型的圖3

基于ALE方法的余弦壓模成型的圖4

Dies曲線方程:y=0.0025*cos(628*x)+0.0025

Blank尺寸:20*10mm

dies為離散剛體,無需設置材料;

blank的材料設置為鋼,本構為Mises彈塑性模型,楊氏模量E=200 GPa(200E6 kPa),初始屈服應力100 MPa(100E3 kPa),硬化斜率為300 MPa,泊松比0.3,密度7800 kg/m3

Step time:0.0038s    壓模沖壓速度V=-2m/s

Case 2: 三維模型

case3.jpg

基于ALE方法的余弦壓模成型的圖6

Dies曲線方程:y=0.0025*cos(628*x)+0.0025

Blank尺寸:20*20*10mm(長*寬*高)

dies為離散剛體,無需設置材料;

blank的材料設置為鋼,本構為Mises彈塑性模型,楊氏模量E=200 GPa(200E6 kPa),初始屈服應力100 MPa(100E3 kPa),硬化斜率為300 MPa,泊松比0.3,密度7800 kg/m3

Step time:0.0025s    壓模沖壓速度V=-2m/s

以下為軸對稱模型的設置過程:

1. Part 建立模型

創建鋼坯(圖1): Create part→Axisymmetric(軸對稱)→Deformation(變形體)→shell;

part-blank.jpg

基于ALE方法的余弦壓模成型的圖8 圖1

草圖blank.jpg

基于ALE方法的余弦壓模成型的圖10

2

創建壓模(圖2):基于ALE方法的余弦壓模成型的圖11基于ALE方法的余弦壓模成型的圖12Create part→Axisymmetric(軸對稱)→Discrete rigid(離散剛體)→Wire;此外壓模上設置參考點RP;

草圖快速簡便生成方法:請參照帖子“利用Python在ABAQUS中生成曲線草圖(一個點一個點的輸簡直是low爆了)” http://www.yqgqt.org.cn/content/post/373686

part-dies.jpg

基于ALE方法的余弦壓模成型的圖143

2. Property 設置材料屬性

關于ABAQUS的單位制,請參考:http://www.yqgqt.org.cn/content/post/436915

基于ALE方法的余弦壓模成型的圖15基于ALE方法的余弦壓模成型的圖16dies為離散剛體,無需設置材料;

blank的基于ALE方法的余弦壓模成型的圖17基于ALE方法的余弦壓模成型的圖18材料設置為鋼,本構為Mises彈塑性模型,楊氏模量E為200 GPa,初始屈服應力100 MPa,硬化斜率為300 MPa,泊松比0.3,密度7800 kg/m3

①  材料創建(圖3):基于ALE方法的余弦壓模成型的圖19基于ALE方法的余弦壓模成型的圖20Property→Create material→general→Density→Mass Density基于ALE方法的余弦壓模成型的圖21填入7.8→Mechanical→Elasticity→Elastic→Young's modulus填入200000000,Poisson's ratio填入0.3→Mechanical→Plasticity→Plastic→Yield stress和Plastic Strain填寫見圖4

②  創建截面(圖4):Property基于ALE方法的余弦壓模成型的圖22基于ALE方法的余弦壓模成型的圖23→Create Section→→Solid/Homogeneous

③  材料賦予:先創建Set:Part→Tools→Set→Create Set→名字設為基于ALE方法的余弦壓模成型的圖24基于ALE方法的余弦壓模成型的圖25blank→選中blank(鋼坯)模型→確認建立集合blank

Assign Section→Sets…→選中剛才創建的blank集合→Continue→Section選中Section-blank(默認)→OK

steel4.jpg

圖3

steel5.jpg

圖4

section6.jpg
Section-6.jpg

圖5

3. Assembly 創建裝配體

圖6:裝配體類型設為Dependent;

Assemably.jpg

基于ALE方法的余弦壓模成型的圖31

6

4. Step 設置分析步,設置ALE參數

分析步建立:Create Step→Dynamic,Explicit→Time Period設為0.0038

Step.jpg

基于ALE方法的余弦壓模成型的圖33

ALE參數設置:

ALE參數.jpg

5. Interaction 創建接觸

Contact建立:Create Interaction→Surface-to-surface contact(Explicit)→first surface(主面)選擇壓模→second surface(從面)選擇鋼坯頂面;

interaction.jpg

接觸屬性:Create Interaction Property→Contact→添加Tangential Behavior(默認無摩擦)+Normal behavior(默認)

接觸屬性.jpg
接觸屬性2.jpg

基于ALE方法的余弦壓模成型的圖38基于ALE方法的余弦壓模成型的圖39

6. Load 設置邊界條件

邊界條件:鋼坯對稱軸約束位移U1,鋼坯底部約束位移U2,壓模參考點RP約束速度V1和VR3,V2下壓速度設置為-2(提高計算效率,請參考:http://www.yqgqt.org.cn/content/post/439156);

邊界條件對稱軸.jpg
底部邊界.jpg

基于ALE方法的余弦壓模成型的圖42基于ALE方法的余弦壓模成型的圖43

7. Mesh 劃分網格

單元類型:壓膜為RAX2(Explicit);鋼坯為CAX4R(Explicit),注意長寬比,為了便于收斂和提高計算效率,網格豎向交橫向適當偏長一些;

網格劃分.jpg
壓模單元類型.jpg

基于ALE方法的余弦壓模成型的圖46

8. Job 創建JOB進行分析

三維模型類似軸對稱,可參考CAE文件。

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ALE參數講解,軸對稱模型和三維模型的CAE/ODB文件【僅支持ABAQUS 6.16及以上版本】,為避免導入INP出現模型信息錯誤,暫不提供INP文件。

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