ABAQUS磨損的案例
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ABAQUS橡膠磨損：幫助文檔輪胎磨損例子
3.1.8 Tread wear simulation using adaptive meshing in Abaqus/Standard
3．1.8使用自適應(yīng)網(wǎng)格在Abaqus/Standard中進行輪胎磨損仿真分析
軟件：Abaqus/Standard
這個例子在Abaqus/Standard中使用自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)對穩(wěn)態(tài)滾動的輪胎進行建模。這次分析使用類似“Steady-state rolling analysis of a tire”Section 3.1.2來建立穩(wěn)態(tài)滾動輪胎的接地印跡和狀態(tài)。接著，進行穩(wěn)態(tài)傳輸分析來計算和推測持續(xù)分析步，在穩(wěn)態(tài)過程中產(chǎn)生一個近似瞬態(tài)磨損解。
問題描述和建模
輪胎描述和有限元建模和“Import of a steady-state rolling tire，”Section 3.1.6一樣，但是有一些不一樣，在這里需要指出。由于這次分析的中心是輪胎磨損，所以胎面建模需要更加精細。另外臺面使用線性彈性材料模型來避免超彈性材料在網(wǎng)格自適應(yīng)過程中不收斂。
圖1所示的是軸對稱175SR14輪胎的一半模型。橡膠層用CGAX4和 CGAX3單元建模。加強層使用帶有rebar層的SFMGAX1單元模擬。橡膠層和加強層之間潛入單元約束。橡膠層的彈性模量為6Mpa，泊松比為0.49。剩下的輪胎部分用超彈性材料模型模擬。多應(yīng)變能使用系數(shù)C10=10^6,C01=0和D1=2*10^8。用來模擬骨架纖維的剛性層和徑向成0°，彈性模量為9.87Gpa。壓縮系數(shù)設(shè)置成受拉系數(shù)的百分之一。名義應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)用馬洛超彈性模型定義材料本構(gòu)關(guān)系。Belt fibers材料的拉伸彈性模量為172.2Gpa。壓縮系數(shù)設(shè)置成拉伸系數(shù)的的百分之一。
展開 Abaqus 磨損仿真：從原理到實戰(zhàn)指南 ￥9.9
磨損建模理論基礎(chǔ)</strong></p><p><strong>1.1 基本原理</strong></p><p>零件在接觸過程中，因摩擦、擠壓等因素會導(dǎo)致表面材料損耗，即磨損。Abaqus采用改良版的Archard磨損模型進行磨損量計算。其核心特點是：</p><p><span style="color: rgb(51, 112, 255);">? </span>模擬時僅在接觸層面考慮由磨損引起的節(jié)點位置偏移。</p><p><span style="color: rgb(51, 112, 255);">? </span>磨損不影響零件內(nèi)部單元的計算。</p><p><span style="color: rgb(51, 112, 255);">? </span>對于中小程度的磨損量，無需啟用ALE（任意拉格朗日-歐拉）自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)即可保證精度。</p><p>對于大磨損量（如磨損厚度接近網(wǎng)格單元尺寸）的模擬，可在 <strong>Abaqus/Explicit</strong> 中結(jié)合ALE自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)，使網(wǎng)格隨磨損后的形狀動態(tài)調(diào)整，從而保持計算精度。此外，軟件也支持通過特定方法高效模擬如軸承旋轉(zhuǎn)等數(shù)百萬次循環(huán)的磨損過程。
展開 基于ABAQUS的AlN絕緣涂層磨損機理仿真研究
圖1 氮化鋁摩擦磨損實驗幾何模型
1.2 ABAQUS/Standard中的Archard磨損模型
Archard磨損模型是使用最為廣泛的一種磨損模型，多用于預(yù)測每個節(jié)點的材料去除率[8]，其通用形式：
式中:V—磨損過程中去除材料的體積；s—滑行距離；F—法向載荷；K—無量綱磨損系數(shù)；H—磨損材料的硬度。對公式進行推導(dǎo)和變形可得到：
式中：hi+1—進行到（i+1）次增量步時的總磨損量；pi—第i次增量步時的接觸壓力；kD為無量綱磨損系數(shù)；hi—第i次增量步的磨損深度。在有限元仿真計算當中，為了實現(xiàn)摩擦塊磨損行為的求解，可以通過調(diào)用UMESHMOTION子程序，利用Archard磨損模型求得摩擦塊的磨損量。
1.3 ABAQUS/Explicit中的JH-2磨損模型
Johnson-Holmquist (JH-2）模型是一種彈塑性損傷材料模型，常用于描述大應(yīng)變率和高壓下的玻璃和陶瓷等脆性材料，該模型能夠捕捉脆性材料的去除機制[11]，氮化鋁材料的JH-2模型相關(guān)常數(shù)，見表1。
表1 氮化鋁的JH-2模型參數(shù)[12]
在ABAQUS中編譯inp文件可構(gòu)建JH-2陶瓷損傷模型，見圖2，在裝配時輸入由Archard模型計算的磨損深度a。為模擬涂層材料的破損需在單元設(shè)置中勾選單元刪除，載荷施加方向為摩擦力方向，為滾動體施加在摩擦方向的線速度。采用動力顯式分析對磨損過程進行求解。
圖2 磨損去除材料模型
2 結(jié)果和討論
2.1 磨損深度
圖3為法向載荷3N且滑行距離200mm時氮化鋁基板自適應(yīng)面上的磨損量，Y軸為磨損深度，X軸為節(jié)點編號。可得最大磨損量發(fā)生在節(jié)點79744，磨損深度為6.90×10-9mm。
展開 
abaqus粗糙表面的微動磨損分析
切向微動會引起結(jié)構(gòu)的磨損并導(dǎo)致疲勞損傷產(chǎn)生。本文基于Abaqus分析了粗糙表面的微動磨損行為。
進行粗糙表面的微動磨損分析，首先需要建立粗糙表面的幾何模型。試驗表明分形理論可以有效表征粗糙面的幾何特征。二維表面的輪廓由W-M分形函數(shù)確定
通過python結(jié)合式(1)可以得到模型輪廓如下。
圖 1 Python生成的輪廓
圖 2 粗糙面網(wǎng)格
磨損模型如下
通過umeshmotion子程序?qū)⑹?2)磨損模型引入有限元分析。
壓頭上，法向施加固定載荷，切向施加周期性位移。計算得到的結(jié)果如下所示。
圖 3 光滑表面和粗糙表面磨損后的變形對比
展開 ABAQUS幫助文檔輪胎磨損例子翻譯 ￥5
ABAQUS幫助文檔輪胎磨損例子翻譯
Abaqus輪-軌接觸摩擦磨損(UMESHMOTION子程序)仿真案例講解 ￥600
[圖片]
abaqus通過umeshmotion子程序模擬沖壓過程中模具的磨損行為
abaqus通過umeshmotion子程序模擬沖壓過程中模具的磨損行為
沖壓過程中，模具磨損是最常見的一種現(xiàn)象。模具磨損不僅會影響磨具的壽命，也會影響沖壓件的成型質(zhì)量。因此沖壓磨具的磨損分析具有重要意義。
目前磨損分析中使用最為廣泛的理論為Archard理論。Archard模型的一般公式為
式中：dV為磨損體積，dP為接觸面的法向壓力，dL為切向相對滑移，H為模具硬度，K為磨損因子。根據(jù)式（1）可以得到模具磨損深度的計算公式
Abaqus中可以通過umeshmotion子程序進行結(jié)構(gòu)的磨損分析。本文編寫了基于archard模型的umeshmotion子程序，并結(jié)合model change對沖壓過程中磨具的磨損行為進行了分析,有限元模型如下。
模擬結(jié)果如下，為了簡便，這里只模擬了三次沖壓的磨損情況。
磨損前后的輪廓對比
磨損量和沖壓次數(shù)的關(guān)系
展開 ABAQUS子程序umeshmotion報錯，磨損深度能超過網(wǎng)格單元高度嗎
1 elements in the adaptive mesh domain are distorting so much that
they turn inside out. The elements have been identified in element
set WarnElemAdaptMeshDistortStep3Inc69.
ADAPTIVE MESH CONSTRAINTS CANNOT BE APPLIED IN THIS INCREMENT.
CONSIDER RERUNNING THE ANALYSIS WITH SMALLER TIME INCREMENTATION IN
THIS STEP.
展開 UMESHMOTION子程序，磨損分析 ￥10
UMESHMOTION子程序可用于磨損和燒蝕，網(wǎng)上關(guān)于UMESHMOTION子程序的資料較少，筆者找了一些資料整理如下。由于本人并非專業(yè)人士，無法對質(zhì)量進行過多評價，希望能對需要的人員有所幫助：
1. ABAQUS用戶手冊——輪胎磨損經(jīng)典例子，考慮輪胎紋理邊角的磨損，涉及到不同磨損區(qū)域的判定和局部磨損方向的定義。（本人對其進行了逐行的詳細解釋）
http://wufengyun.com:888/books/exa/default.htm
2. ABAQUS子程序講義，內(nèi)含該程序的基本概念解釋。
https://fdocuments.in/document/user-sub.html
3. 一本介紹磨損的書籍，內(nèi)含一些ABAQUS磨損案例，可通過這些經(jīng)典案例的曲線形狀判斷子程序結(jié)果準確與否。
書名：Numerical Modeling of the Effect of Fretting Wear on Fretting Fatigue
http://eprints.nottingham.ac.uk/10681/1/ThesisFinal.pdf
4. 一個外文資料，基于Archard理論和實驗進行對比，并對相關(guān)理論公式進行說明。
https://www.scirp.org/html/1-2190164_96936.htm#f3
5. 百度文庫中的一個例子，簡單二維磨損案例有配圖，沒有基于磨損理論進行子程序編寫，也沒有說明磨損過程。
https://wenku.baidu.com/view/305572e86aec0975f46527d3240c844769eaa0c4.html
6. 一個簡單的材料燒蝕帖子及啟發(fā)（附案例）。
https://www.smart3de.com/forum.php?
展開 高性能子午線輪胎技術(shù)改造之Abaqus輪胎建模仿真 ￥88
一、高性能子午線輪胎設(shè)計與仿真
今天我
主要講述基于UMESHMOTION子程序進行Abaqus子午線輪胎磨損分析。
希望從仿真技術(shù)角度帶領(lǐng)大家認識一下高性能子午線輪胎研發(fā)工作那些事。
車輛在日常行駛過程中常處于轉(zhuǎn)彎制動等工況，隨著輪胎行駛里程的增加，輪胎磨損日趨嚴重，輪胎是一個全生命周期的部件，起始狀態(tài)到報廢狀態(tài)時輪胎的磨損量大約為6mm(達到磨耗標志)。在輪胎使用過程中，磨損不可避免，并隨使用時間的延長而加劇。輪胎磨損會改變胎面形貌、剛度和接觸特性等，進而影響輪胎的動力學(xué)性能。
為簡化輪胎磨損測試過程，
D.O.Stalnaker等提出了一種輪胎室內(nèi)磨損模擬的可行方案，
如下圖所示。這種方法首先通過部分室外測試和整車動力學(xué)仿真獲取胎面所受道路路面譜等數(shù)據(jù)，之后利用有限元仿真和轉(zhuǎn)鼓臺架進行實際道路模擬測試， 結(jié)合胎面膠耐磨性能數(shù)據(jù)，最終實現(xiàn)主要基于室內(nèi)轉(zhuǎn)鼓試驗來預(yù)測輪胎道路磨損特性的目標。
輪胎室內(nèi)磨損測試基本流程
一、
ABAQUS子程序二次開發(fā)的軟件配置
在Abaqus進行磨損子程序調(diào)用時，首先需要對Abaqus的運行環(huán)境進行更改，ABAQUS 的用戶子程序是根據(jù) ABAQUS 提供的相應(yīng)接口， 按照 FORTRAN 語法用戶自己編寫的代碼。在一個算例中， 用戶可以用到多個用戶子程序， 但必須把它們放在一個以.FOR 為擴展名的文件中。
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