薄壁沖擊仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2022-12-19
薄壁沖擊仿真的視頻教程
薄壁變形切削仿真-讓刀-ABAQUS切削仿真
本系列切削仿真視頻以軍工和刀具企業(yè)的應(yīng)用場景為切入點(diǎn)，包括了常見的車削、銑削和鉆削等工藝方式，同時凝聚了切削仿真中的失效、接觸以及網(wǎng)格等關(guān)鍵核心技術(shù)，在此基礎(chǔ)上又對顆粒復(fù)材以及薄壁件的切削仿真過程進(jìn)行了整體和局部的充分展示，相信能對高校和企業(yè)的切削工藝研發(fā)課題起到一定的促進(jìn)作用。
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薄壁沖擊仿真的實例教程
不同沖擊速度及沖擊方式對薄壁不銹鋼鋼管材料沖擊的影響仿真
1仿真背景
眾所周知，基于各種動力學(xué)仿真軟件進(jìn)行沖擊與跌落的仿真實驗一直備受重視。而對于薄壁鋼管材料的沖擊仿真實驗由于沖擊速度與沖擊方式不同，便會帶來差異化結(jié)果。因此，針對不同的工況，需要合理采取不同的沖擊方式設(shè)置，以期得到合理的結(jié)果。本文旨在建立恒定式沖擊速度、正弦式交變沖擊速度、三角波式沖擊速度、鋸齒波沖擊速度及矩形波沖擊速度5種不同沖擊速度及方式對鋼管的沖擊仿真模型，為沖擊仿真實驗提供理論參考。
2模型建立
薄壁鋼管的截面是矩形的對稱面，因此本文建立矩形薄壁鋼管的四分之一軸對稱模型，薄壁鋼管采用shell單元，不銹鋼材料選用各向同性材料本構(gòu)，設(shè)置沙漏能以控制整體的能量平衡設(shè)置。不銹鋼的四分之一模型在ANSYS/LSDYNA中建立，模型的前處理也在其中完成，在完成前處理后生成K文件，分別在LSPP中進(jìn)行后處理及載荷曲線的設(shè)置。不銹管的四分之一模型如圖1所示。
圖1不銹管的四分之一模型設(shè)置
3沖擊速度的影響
在分析沖擊方式對不銹管變形的影響前，需要考慮沖擊速度對其影響。不同的沖擊速度勢必會導(dǎo)致的不同的變形。因此本文首先建立了三種不同的工況，沖擊速度分別為50m/s、100m/s、150m/s。從較低速度到一個較高速度的過渡來分析不銹管的變形情況。圖2給出了3種不同工況下沖擊完成后不銹管的變形情況。可以看出：沖擊速度小不銹管的變形小，沖擊速度的增大會導(dǎo)致變形增大，在大沖擊下不銹管的變形程度可以看成是小沖擊下變形的累積。因此可以得出沖擊速度是造成不銹管變形的主要原因，不同的沖擊速度大小可以看成是小沖擊速度的不斷累積對不銹管的破壞。
圖2不同工況下沖擊完成后不銹管的變形情況
4幾種不同的沖擊方式
沖擊方式的定義是通過定義不同的載荷曲線來實現(xiàn)的。
展開 1、背景
對于車輛、航天器等運(yùn)動著的結(jié)構(gòu)來說，在發(fā)生碰撞事故或特定的沖擊事件時能夠吸收沖擊能量并保護(hù)成員及貴重物品安全的能力稱為“耐撞性"。車輛行駛安全，航天器軟著陸等都提出了結(jié)構(gòu)的耐撞性要求，即能夠在突發(fā)或特定的碰撞事件中，依靠自身結(jié)構(gòu)或附加裝置的屈曲、斷裂等破壞形式來減緩碰撞時的沖擊荷載，耗散沖擊能量。吸能元件耗散沖擊能量可以通過結(jié)構(gòu)發(fā)生極大變形來實現(xiàn)，在特定的安全許可范圍內(nèi)，吸能元件發(fā)生不可逆破壞，隨沖擊事件的進(jìn)行結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為從一端開始漸進(jìn)的壓潰，并有很大的行程。此時，沖擊能隨元件的漸進(jìn)壓潰而被均勻的耗散，瞬時沖擊載荷強(qiáng)度因而大大降低。顯然，為了滿足碰撞安全性能以保障重要物品和人員不受過載損傷，通過合理地設(shè)計和布置緩沖吸能元件從而保證結(jié)構(gòu)能以極大變形壓潰是提高耐撞性能的正確途徑，這就對吸能元件的設(shè)計提出了要求。
金屬薄壁結(jié)構(gòu)在軸壓載荷下能發(fā)生穩(wěn)定的漸進(jìn)失效，通過塑性變形吸收能量。滿壁圓筒具有經(jīng)濟(jì)性、有效性、可靠性等特點(diǎn)，常被用作沖擊吸能裝置。作為吸能元件，除了軸向布置外，考慮到結(jié)構(gòu)的要求，也可采用徑向布置吸收能量。同時，為了提高比吸能，也可以在專用吸能構(gòu)件中開設(shè)孔洞，達(dá)到耗能的目的。殼體在徑向沖量外壓作用時引起的呼吸振型，使圓簡殼的環(huán)向應(yīng)力產(chǎn)生周期性的變化，這種參數(shù)載荷在一定條件下可以激起殼體周向的彎曲振型，而使殼體喪失穩(wěn)定。這些振型被稱為非線性自參數(shù)激勵，這種屈曲叫做自動參數(shù)振動屈曲。
2、模型設(shè)置
本文對六邊形形狀薄壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖擊模擬，結(jié)構(gòu)具體形式如下圖所示:
沖擊載荷施加在薄壁結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)上，具體速度設(shè)置如下:
結(jié)構(gòu)假定為理性剛塑性材料，采用非線性各向同性隨動強(qiáng)化模型，具體參數(shù)設(shè)置如下:
模型中采用殼單元模擬該薄壁結(jié)構(gòu)，接觸類型為自動單面接觸，為保證分析結(jié)果的正確，必須有效控制分析中可能出現(xiàn)的沙漏變形。
展開 文章來源： 吸能結(jié)構(gòu)仿真與優(yōu)化設(shè)計
制造薄壁鎂壓鑄件充滿挑戰(zhàn)
在過去數(shù)年,Schaufler和其它壓鑄模具制造商因應(yīng)汽車生產(chǎn)商的要求,制造薄壁壓
鑄件的模具,從而降低汽車重量.其中令人最感興趣的是結(jié)合減輕重量及改善性能兩項
1
優(yōu)點(diǎn)的薄壁鎂合金進(jìn)氣歧管.但是,鑄造這些零件并不容易,鎂的比熱容較小,比鋁還
要小,換言之鎂冷卻速度非常快,令充型過程存在過早凝固的危險,尤其是目前流行的
1.8至2 mm壁厚壓鑄件而言,這問題顯得更具挑戰(zhàn)性.
為避免過早凝固的問題,從前工程師采用高速
充填,速度經(jīng)常達(dá)到內(nèi)澆口60m/s和薄壁區(qū)域
100m/s以上.不幸的是,高的流動速度會引起
卷氣和漩渦,產(chǎn)生困氣,導(dǎo)致出現(xiàn)氣孔和氧化
夾雜的情形.在一般情況下,這些問題可通過
改變壁厚或在鑄件適當(dāng)?shù)牡胤皆黾恿鲃有诺纴?克服.然而,所謂適當(dāng)?shù)母淖儾⒉豢梢暂p易判
斷出來.過去,只有試模這種辦法來評估模具
設(shè)計師設(shè)計新模或改模的效果;并且生產(chǎn)部份
零件,透過X光確定零件是否存在不能通過汽車商OEM質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部缺陷.
既有的困難和耽擱
這種試模的結(jié)果只能提供少量,甚至不能提供有關(guān)充型過程中臨界流動模型的資
料,工程師不得不依靠直覺和猜測其流動細(xì)節(jié).幸好情況近年有所改變.隨著計算流體
動力學(xué)(CFD)軟件發(fā)展成熟,工程師可于第一次分析測試,便能精確地仿真壓鑄的高
速流動過程.計算流體動力學(xué)(CFD)通過將流動區(qū)域分解為數(shù)十萬個的計算網(wǎng)格單元,
根據(jù)流體力學(xué)和傳熱學(xué)方程,求解最終結(jié)果.
經(jīng)過適當(dāng)?shù)尿炞C,CFD分析讓工程師'觀察'模具內(nèi)部的壓鑄過程,并能及時確定
模具型腔中,流體前沿的精確位置及金屬液任何一點(diǎn)的溫度和壓力.模具的幾何模型可
以在計算機(jī)上快速改變,并重新分析來確定改變的效果.
展開 Abaqus薄壁件三維銑削仿真案例講解
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薄壁沖擊仿真的最新內(nèi)容
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在過去的 30 多年里，增材制造技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，尤其在醫(yī)療器械、航空領(lǐng)域尤為突出。其中激光束進(jìn)行金屬粉末床熔融的工藝應(yīng)用最為廣泛，由該工藝制造的零部件普遍兼具高設(shè)計自由度、高靈活性、優(yōu)異機(jī)械性能等特點(diǎn)。對于汽車行業(yè)，由于行業(yè)本身對成本、質(zhì)量及交付時間的嚴(yán)格要求，激光束粉末床熔融技術(shù)的應(yīng)用面臨著更高的挑戰(zhàn)，所以目前應(yīng)用目標(biāo)主要集中在高價、小批量生產(chǎn)的車輛或運(yùn)動型跑車。
1. 設(shè)置仿真環(huán)境工作路徑
2. 設(shè)置單元類型，選用薄殼單元Thin Shell 163
3. 設(shè)置實常數(shù)，定義積分點(diǎn)數(shù)量、單元厚度等
4. 設(shè)置材料屬性，管的材料模型為*MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY，剛性墻的材料模型為*MAT_RIGID，也可設(shè)置為其他材料類型。
Abaqus薄壁件三維銑削仿真案例講解
而對于薄壁鋼管材料的沖擊仿真實驗由于沖擊速度與沖擊方式不同，便會帶來差異化結(jié)果。因此，針對不同的工況，需要合理采取不同的沖擊方式設(shè)置，以期得到合理的結(jié)果。本文旨在建立恒定式?jīng)_擊速度、正弦式交變沖擊速度、三角波式?jīng)_擊速度、鋸齒波沖擊速度及矩形波沖擊速度5種不同沖擊速度及方式對鋼管的沖擊仿真模型，為沖擊仿真實驗提供理論參考。
1、背景
對于車輛、航天器等運(yùn)動著的結(jié)構(gòu)來說，在發(fā)生碰撞事故或特定的沖擊事件時能夠吸收沖擊能量并保護(hù)成員及貴重物品安全的能力稱為“耐撞性"。車輛行駛安全，航天器軟著陸等都提出了結(jié)構(gòu)的耐撞性要求，即能夠在突發(fā)或特定的碰撞事件中，依靠自身結(jié)構(gòu)或附加裝置的屈曲、斷裂等破壞形式來減緩碰撞時的沖擊荷載，耗散沖擊能量。吸能元件耗散沖擊能量可以通過結(jié)構(gòu)發(fā)生極大變形來實現(xiàn)，在特定的安全許可范圍內(nèi)，吸能元件發(fā)生不可逆破壞
薄板結(jié)構(gòu)由于具有易于成型、成本較低等特點(diǎn)而在家用電器中得到了廣泛的應(yīng)用,但如果薄板結(jié)構(gòu)設(shè)計不好,很容易引起共振并產(chǎn)生很大的噪聲.因此,在設(shè)計過程中需對其進(jìn)行模態(tài)有限元分析,以避開共振,降低噪聲。
以某家用電器的整體內(nèi)膽鈑金件為例，該內(nèi)膽由上板，中板，底板組成 sus304 厚度0.4mm焊接組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于內(nèi)膽內(nèi)受到水流不用頻率的沖擊響應(yīng)，為了防止發(fā)生共振，需要對其進(jìn)行模態(tài)分析
引言
近年在華南地區(qū)流行生產(chǎn)鎂壓鑄件的本港廠商,可以引用計算機(jī)仿真技術(shù)解決模具
設(shè)計上的棘手問題.鎂壓鑄件質(zhì)輕耐用的特點(diǎn),成為3C產(chǎn)品外殼的首選物料.3C產(chǎn)品
外型復(fù)雜而且纖薄,是制模技術(shù)上的一大挑戰(zhàn).本港廠商若要打開這個高增值的市場,
計算機(jī)輔助設(shè)計設(shè)備是不可或缺的工具.
在目前多種解決薄壁鎂壓鑄件的方案中,計算機(jī)仿真投扮演重要的角色.限制薄壁
成型的技術(shù)因素眾多,包括產(chǎn)生冷隔,氧化層部位及困氣位置等
