回轉體的案例
淺析非回轉體類鍛件的閉式鍛造工藝
結束語
本文重點介紹了非回轉體類突緣的閉式鍛造工藝研究，在諸多設計方面增加了新的理念，并得到了實際應用。希望此文能夠給鍛造行業的同仁帶來不同的設計思路，共同進步。此鍛造工藝我公司將廣泛應用于后續開發的新突緣鍛件產品中，相關設計、文件、工藝、流程逐漸形成標準化。
—— 來源：《鍛造與沖壓》2018年第21期
回轉體的網格優化問題
回轉體網格狹長，決定計算時間增量步過小，但又不是分析重點，分析重點在圓柱部，怎么優化
基于改進體積力法的導管螺旋槳水動力性能數值研究
1.2計算模型及網格劃分
本文選取Myring型回轉體和荷蘭船模試驗水池著名的No.19A導管作為研究對象。Myring型回轉體和No.19A導管的幾何外形圖如圖1所示。表1給出了回轉體和導管（組合體）的主要參數。
計算域及邊界條件如圖2所示。流體計算域為長方體和組合體之間的區域，長方體的長、寬、高分別為80b，16b和16b。回轉體和導管表面為無滑移壁面，長方體除下游邊界面為壓力出口外，其余5個面均為速度入口。組合體首部距上游邊界面24b，距下游邊界面55b，距左右邊界面皆約8b。圖3所示為組合體的網格劃分及加密圖。對回轉體及導管周圍網格進行加密以準確捕捉變化梯度大的物理量。近壁處最外層的貼體網格尺寸應與相鄰網格尺寸相當，以使網格過渡自然。回轉體設置5層邊界層網格，第1層網格高0.5mm；導管設置4層邊界層網格，第1層網格高0.04mm。對施加了體積力源項的導管內螺旋槳盤面附近區域進行加密，以提高體積力源項分布精度。在導管及回轉體壁面設置邊界層網格，以使其y+值整體處于60附近。
2 傳統螺旋槳體積力法原理與失真分析
2.1傳統螺旋槳體積力法原理
傳統的螺旋槳體積力法是指目前使用最普遍的以Goldstein最佳分布為分布模型的描述型體積力法，亦即經典的H-O模型[7]，本文稱“Goldstein分布”方法。
該體積力沿圓柱形虛擬盤軸向均勻分布，徑向分布遵循Goldstein最優化分布：
其中：
以上式中：，分別為體積力的軸向分量與切向分量；r為徑向坐標；為槳轂半徑；梢圓半徑；Δ為虛擬盤厚度；T，Q分別為螺旋槳的推力和扭矩。
展開 基于DynaForm的多工步回旋體沖壓件2D截面分析
來源：e-works 特約撰稿人：王毅
關鍵字：DynaForm 回轉體結構
對于回轉體結構的多工步成型時，如果成型過程是變薄拉伸，可以適當使用2D截面分析，進行快速的方案驗證以及迭代計算分析。
作為業界標桿的通用非線性求解器，LS-DYNA在沖壓領域應用廣泛，以LS-DYNA為求解器的沖壓軟件眾多，業界比較出名的有DynaForm、JSTAMP、Fastamp等。但在鍛壓領域，以LS-DYNA為求解核心的應用甚少，DynaForm5.9.4版本增加了對回轉體（或厚板）截面的2D分析，這種分析以往都是借助鍛壓軟件完成，比如DEFORM、SimuFact.Forming、Forge等，現在在DynaForm內就可以輕松完成，對于一些厚板折彎或者回旋體結構的多工步變薄成型具有很重要的應用價值。
對于回轉體結構的多工步成型時，如果成型過程是變薄拉伸，這個時候使用殼單元進行計算，往往計算結果與實際的成型結果差異巨大，其根本原因就是殼單元虛擬的壁厚，不能很好地反應實際的成型狀態，所以使用2D軸界面進行分析，計算結果可能會更符合實際的成型結果。以下是具體的計算方法：
1、CAD模型處理。分析模型首先需要處理好與板材接觸的零部件，然后取截面，并保存為IGES格式。或者也可以直接畫截面的形狀。
圖1 CAD模型的處理
當然，這個操作還是有點繁瑣，如果涉及到多工步，需要把多個工步都分別處理。需要注意的是，在輸出IGES時，需要Y軸向上輸出。因為是截面，所以建議按照Y軸向上的標準輸出，這樣設置時不會產生過多問題。
2、導入DynaForm，劃分網格，基本過程和殼單元分析的類似，在此不做詳細說明。
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hypermesh中齒輪等周期特征結構的旋轉陣列方法 ￥5
熟悉hypermesh基本操作的同行都知道，對于很規則的回轉體，可通過3D中spin命令基于面網格或體網格表面節點旋轉一定角度即可得到規則的回轉體網格。
但是當遇到回轉體是由n個局部特征結構組成時，無法用spin命令。如使用Tool中rotate命令，則要反復操作，尤其當n比較大時，操作繁瑣費時。本貼提供了一種基于tcl語言編制的旋轉命令，網格一次性旋轉得到。
如下示意的一種局部結構，需要再局部旋轉71次才能形成回轉體，當然利用對稱性可以減少次數。這里直接提供旋轉命令，一次性完成。
最后效果：（一次性旋轉陣列完成）。
基于機械系統動力學自動分析的多噴頭3D打印機運動學研究
摘 要：針對目前3D打印機打印回轉體類型零件速度慢、插補復雜、效率低等缺陷，設計一種3D打印機，由底座、行星齒輪組、Z軸運動機構、橫向絲杠機構和料架等組成。通過ADAMS仿真軟件進行運動學虛擬仿真分析。3D打印機可通過增加打印噴頭數量來提高打印速度。通過對多噴頭的協作打印方案進行運動仿真模擬計算，得到運動學特性。通過對比分析不同時刻的末端執行器的速度、加速度和受力情況，驗證3D打印機機械機構運動可行性。相比于傳統3D打印機，該打印機對于回轉體零件的打印效率顯著提高。
關鍵詞：3D打印機;ADAMS;FDM;柱坐標;多噴頭;
3D Systems公司創始人Hull首次申請立體光刻技術以來，3D打印機開始蓬勃發展。近年來，國內外學者對于3D打印機的機械結構進行不斷探索與研究，許多不同類型和結構的打印機逐漸被使用[1,2]。至今已有熔融沉積成型（FDM）、光固化成型（SLA）、三維粉末粘接（3DP）、選擇性激光燒結（SLS）和無模鑄型制造技術（PCM）等3D打印機工藝。而Stratasys公司創始人Crump研發FDM工藝的3D打印機憑借著維護成本低，構造原理較為簡單和使用便利等特點被大范圍應用[3,4,5]。其中，Bowyer改進了串聯機構立體式3D打印機，方向靈活，易于控制但打印精度較低，需要同時控制工作臺和打印頭才能實現打印。后有學者鑒于串聯所產生的一系列問題申請了基于Delta并聯機械結構的3D打印機專利，提高打印精度與質量，但由于結構的局限性，打印回轉體類型程序復雜，控制較為困難[6]。機械臂3D打印技術可以多個自由度快速打印，可見該技術對編程要求極高[7,8,9,10]。
展開 【數值模擬】基于改進體積力法的導管螺旋槳水動力性能
（1）控制方程
對于三維定常、不可壓縮的黏性流場，流體滿足連續性方程和動量守恒方程：
（2）計算模型及網格劃分
選取 Myring 型回轉體和荷蘭船模試驗水池著名的 No.19A 導管作為研究對象。Myring型回轉體和 No.19A 導管的幾何外形圖如圖 1 所示。
圖1 回轉體和導管幾何外形圖
計算域及邊界條件如圖 2 所示。流體計算域為長方體和組合體之間的區域，長方體的長、寬、高分別為 80b（ b 為回轉體平行中體長度 ） ，16b和 16b。圖 3 所示為組合體的網格劃分及加密圖。
圖2 計算域及邊界條件
圖3 組合體網格劃分及加密圖
02 改進螺旋槳體積力法
（1）質量流量修正
為實現質量流量修正，在計算螺旋槳進速系數時以校正進速系數替代常規進速系數J*。
展開 UG丨薄壁零件加工的高效裝夾方式分享！
薄壁回轉體類零件加工
艙體、端框等結構件屬于典型薄壁回轉體類零件，這類結構件的數控銑削加工柔性工裝可用于零件周向孔、槽、口框、型腔的銑削、鉆削與鏜削加工，而長度方向和直徑方向的夾持范圍均可在一定范圍內調整，工裝系統夾緊力范圍加V芯：UG2089領資料也可調，從而適應多品種相似結構產品的裝夾需求，其外圓車削夾具、內腔與端面車削夾具均具備軟爪卡盤裝夾功能，以適應薄壁結構的小變形裝夾需求。
傳統裝夾條件下，薄壁回轉體類零件多采用機械壓板、悶蓋的組合裝夾方式，裝夾時間長，裝夾可靠性完全依靠工人態度和工作規范性，夾緊力大小和一致性無法保證。根據薄壁回轉體類零件特征設計液壓柔性工裝系統，形成軸向夾緊位置可調，夾緊與浮動支撐結合，多點自動定心的柔性夾緊技術，從而滿足不同直徑和不同長度的回轉體類零件夾緊需求。
展開 基于DynaForm的多工步回旋體沖壓件2D截面分析
LS-DYNA作為業界標桿的通用非線性求解器，在沖壓領域應用廣泛，以LS-DYNA為求解器的沖壓軟件就有多個，業界比較出名的比如DynaForm、JSTAMP、Fastamp等等，但是在鍛壓領域，以LS-DYNA為求解核心的應用比較少，DynaForm5.9.4版本增加了對回轉體（或厚板）截面的2D分析，這種分析以前都是在鍛壓軟件內完成的，比如DEFORM、SimuFact.Forming、Forge等，現在DynaForm內就可以輕松 完成，對于一些厚板折彎或者回旋體結構的多工步變薄成型都有很重要的參考價值；
對于回轉體結構，多工步成型時，如果成型過程又是變薄拉伸，這個時候使用殼單元進行計算，往往計算結果與實際的成型結果差異具體，其根本原因就是殼單元虛擬的壁厚，不能很好是反應實際的成型狀態，所以使用2D軸界面進行分析，計算結果可能會更符合實際的成型結果；
下面簡單的介紹一下具體的計算方法:
1 CAD模型處理
分析模型需要把與板材接觸的零部件處理好，然后取截面：保存為IGES格式；
或者直接畫截面的形狀：
如上圖所示，這個操作還是有點麻煩，如果涉及到多工步，需要把多個工步都處理出來；
需要注意事情，輸出IGES時，需要Y軸向上輸出，因為時截面，所以建議按照Y軸向上的標準輸出，這樣設置的時候不會有過多的問題；
2：導入DynaForm，劃分網格，基本過程和殼單元分析的類似，再次不做詳細說明“”
3.提交計算，由于是2D分析，計算過程很快，效率遠高于完整曲面的殼單元的計算過程：
4.結果查閱：
厚度信息
成型極限圖
多工步分析：
多工步厚度：
多工步成型極限圖：
通過以上分析，假如回轉體材料各向異性差異不大，對于多工步變薄拉伸分析，筆者建議在使用殼單元整體分析的之外
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二、 幾種簡化畫法
1 均勻分布的孔、肋的畫法
零件回轉體上均勻分布的孔、肋不在剖切平面上時，可將它們繞回轉體軸線自動旋轉到剖切平面上，按剖到畫出，且不加任何標注。同時，兩側對稱的孔可只畫一邊，另一邊用細點畫線表示出孔的位置即可。如下圖。
2 對相同結構的簡化
（1）若干相同結構（如齒、槽等）按一定規律分布時，只需畫出幾個完整的結構，其余用細實線連接，并注明該結構的總數。
（2）按規律分布的等直徑孔，可僅畫出一個或幾個，其余只需用圓中心線或“實心小圓”表示出孔的中心位置，并注明孔的總數。
3 對某些結構投影的簡化
（1）相貫線、過渡線在不會引起誤解時，可用圓弧或直線代替。
（2）零件上對稱結構的局部視圖的繪制。
（3）機件上較小結構已在一個圖形中表達清楚時，在其他圖形中可簡化表示或省略。
（4）與投影面傾斜角度≤30°的圓或圓弧的投影可用圓或圓弧畫出。
（5）當不能充分表達回轉體零件上的平面時，可用平面符號（相交的兩條細實線）表示。
（6）圓柱形法蘭上均勻分布的孔的畫法
4 較長機件的簡化畫法
當較長的機件沿長度方向的形狀一致或按一定規律變化時，可斷開后縮短表示。
三、第三角畫法
第一角法的投影方法是：人--物--影；第三角法的投影方法是：人--影--物。我國及歐洲國家采用第一角畫法，但美、日等國家采用第三角投影方法。下圖為第一角和第三角投影方法的對比。
下為第一角畫法和第三角畫法的投影動態圖。
第一角
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二、 幾種簡化畫法
1 均勻分布的孔、肋的畫法
零件回轉體上均勻分布的孔、肋不在剖切平面上時，可將它們繞回轉體軸線自動旋轉到剖切平面上，按剖到畫出，且不加任何標注。同時，兩側對稱的孔可只畫一邊，另一邊用細點畫線表示出孔的位置即可。如下圖。
2 對相同結構的簡化
（1）若干相同結構（如齒、槽等）按一定規律分布時，只需畫出幾個完整的結構，其余用細實線連接，并注明該結構的總數。
（2）按規律分布的等直徑孔，可僅畫出一個或幾個，其余只需用圓中心線或“實心小圓”表示出孔的中心位置，并注明孔的總數。
3 對某些結構投影的簡化
（1）相貫線、過渡線在不會引起誤解時，可用圓弧或直線代替。
（2）零件上對稱結構的局部視圖的繪制。
（3）機件上較小結構已在一個圖形中表達清楚時，在其他圖形中可簡化表示或省略。
（4）與投影面傾斜角度≤30°的圓或圓弧的投影可用圓或圓弧畫出。
（5）當不能充分表達回轉體零件上的平面時，可用平面符號（相交的兩條細實線）表示。
（6）圓柱形法蘭上均勻分布的孔的畫法
4 較長機件的簡化畫法
當較長的機件沿長度方向的形狀一致或按一定規律變化時，可斷開后縮短表示。
三、第三角畫法
第一角法的投影方法是：人--物--影；第三角法的投影方法是：人--影--物。我國及歐洲國家采用第一角畫法，但美、日等國家采用第三角投影方法。下圖為第一角和第三角投影方法的對比。
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巧用單元提高Abaqus計算效率：帶扭曲的軸對稱單元-橡膠阻尼器內摩擦生熱分析 ￥49.99
橡膠阻尼器的內摩擦生熱分析-節點溫度云圖
比如，假設上圖中的阻尼器不再是長方體，而是回轉體，且發生軸向扭曲變形，那么能不能用軸對稱單元來建模呢？
答案是可以的，在Abaqus的軸對稱單元系里還有一種可考慮Twist的單元，即帶字母G標識的那種類型，能夠在分析時充分考慮回轉體的整體扭轉變形。
首先，我們可以在part模塊使用Axisymmetric建立環形塊狀阻尼器的回轉截面；然后在mesh模塊劃分好四邊形網格；最后，定義單元類型為CGAX4T，即帶扭曲的4節點軸對稱位移-溫度耦合單元。
這里的橡膠阻尼器材料本構采用的是超彈性模型，應變能描述形式為Neo Hooke，再結合時域黏彈性Prony參數與非彈性變形能耗散比，來計算阻尼器周期性扭轉過程中的材料內摩擦生熱。
阻尼器上、下兩個端面的節點分別使用位于回轉軸上的兩個參考點來耦合，固定下端面參考點，并在上端面參考點施加軸向的周期性扭角位移。
阻尼器的回轉結構與網格-單元
雖然建模時只考慮了回轉截面，但是帶扭曲的軸對稱單元可以將回轉體發生扭轉時的整體結構響應考慮在內，這是因為這種單元多了一個扭轉自由度5，拿本例中的位移-溫度耦合單元CGAX4T來說，該單元的節點具有1、2、5和11四個自由度。
回轉截面上的節點溫度云圖
當然，我們還可以通過后處理設置，將阻尼器的三維實體以部分或全貌的形式顯示出來，這樣方便更直觀地看到整個結構的扭曲變形。
后處理定義回轉角度和網格堆疊
在周期性扭轉過程中，由于橡膠材料的黏彈性內摩擦耗散，導致阻尼器溫度逐漸升高，計算結果表明，30分鐘內阻尼器從開始時的室溫22℃升高到40℃。
阻尼器的升溫曲線
注：本案例的動圖為跳幀模式，直觀上不反映阻尼器真實的扭轉頻率。
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二、 幾種簡化畫法
1 均勻分布的孔、肋的畫法
零件回轉體上均勻分布的孔、肋不在剖切平面上時，可將它們繞回轉體軸線自動旋轉到剖切平面上，按剖到畫出，且不加任何標注。同時，兩側對稱的孔可只畫一邊，另一邊用細點畫線表示出孔的位置即可。如下圖。
2 對相同結構的簡化
（1）若干相同結構（如齒、槽等）按一定規律分布時，只需畫出幾個完整的結構，其余用細實線連接，并注明該結構的總數。
（2）按規律分布的等直徑孔，可僅畫出一個或幾個，其余只需用圓中心線或“實心小圓”表示出孔的中心位置，并注明孔的總數。
3 對某些結構投影的簡化
（1）相貫線、過渡線在不會引起誤解時，可用圓弧或直線代替。
（2）零件上對稱結構的局部視圖的繪制。
（3）機件上較小結構已在一個圖形中表達清楚時，在其他圖形中可簡化表示或省略。
（4）與投影面傾斜角度≤30°的圓或圓弧的投影可用圓或圓弧畫出。
（5）當不能充分表達回轉體零件上的平面時，可用平面符號（相交的兩條細實線）表示。
（6）圓柱形法蘭上均勻分布的孔的畫法
4 較長機件的簡化畫法
當較長的機件沿長度方向的形狀一致或按一定規律變化時，可斷開后縮短表示。
三、第三角畫法
第一角法的投影方法是：人--物--影；第三角法的投影方法是：人--影--物。我國及歐洲國家采用第一角畫法，但美、日等國家采用第三角投影方法。下圖為第一角和第三角投影方法的對比。
下為第一角畫法和第三角畫法的投影動態圖。
第一角
第三角
展開 【隱式顯式切換】Abaqus雙曲線輥矯直機
調直機原理
腳手架鋼管調直機又叫雙曲線輥矯直機，最早由蘇聯人設計，輥輪是雙曲線的回轉體，在軸線夾角合適的情況下，理論上能與鋼管完美貼合，通過幾組成對出現的輥輪碾壓，可以使彎管發生塑性變形，將其“捻”成直管。
雙曲線輥原理
在一些對管道直線度要求比較高的行業，可以用雙曲線輥矯直機來解決管道生產過程中的微小彎曲問題，比如一些油氣管道的生產，就需要用到它或者其他更先進的調直機，因為直線度將直接影響管箍的加工、對接，以及管道工作狀態下的變形。
雙曲線輥矯直機
實際調直過程中，雙曲線輥和鋼管接觸起作用的區域是輥輪的中部和兩端。有的機器每個輥可以繞自身軸向旋轉，這種調直精度高，造價也比較高；有的機器所有輥同時繞一個公共軸轉動，調直精度差，造價低廉，腳手架鋼管調直機上用的就是這種。
兩類雙曲線輥矯直機
本公眾號早期提供的案例中，其中一個就與雙曲線有關，在公眾號菜單欄的“福利區”可以找到inp文件下載。
棉簽的包絡面為雙曲線回轉體
由于雙曲線回轉體結構的一些特殊性質，在很多現代建筑或工業冷卻塔上也能看到它的影子，這方面有機會再展開介紹。
雙曲線回轉體結構
03. 鋼管調直的數值模擬與虛擬試驗
腳手架鋼管材料為Q235鋼，材料描述定義為彈性+塑性+韌性損傷+損傷演化，在前4個分析中，使用Abaqus分析連續性技術將鋼管的材料狀態（應力、應變、損傷等）在Explicit和Standard之間傳遞，在開始時做一個具有較大塑性變形的彎管（有凹陷），最終用它來獲得一個包含前工序影響的調直管。
展開 彎管的制作方法
在之后請教其他同學后找出了原因，所以我現在簡單歸納了彎管的制作步驟：在已完成先前步驟的基礎上，鼠標點擊工具欄中的回轉體按鈕，此時會提示多個選項，選擇其中的實體面選項，然后在圖上選圓管上端面的外圓，此時選中部分會變成紅色，然后按確定。選擇完畢之后要選擇回轉體的回轉方式，這個彎管用到的是按照軸和角度的回轉方式，然后再點擊確定。接下來要選擇物體按照那根軸旋轉了，從例圖上可以看出，這個彎管是由圓管的上端面的外圓按照X軸的方向旋轉90°形成的，所以在選項中選擇XC軸方向。接下來要選擇的是這個彎管旋轉的基點，基點的位置關系到彎管最后的成型。基點的位置就是圓管外圓與Y軸的交點，高度就是圓管的高度，所以在基點的坐標中輸入相應的數值就可以了，再次確定后在彈出的對話框中輸入旋轉角度，前面已經得出旋轉角度為90°了，所以在終止角度一欄中輸入90即可。再按確定，在布爾操作對話框中選擇并或創建，（選擇創建后形成的彎管就是一個獨立的個體，與圓管并沒有聯系），最后按下確定，這個彎管就已經形成了。
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