磨粒仿真的案例
基于FEM-SPH耦合算法的磨粒仿真研究
（1）從材料能量變化上來分析材料去除變形及損傷的大小是在仿真中獨有的優勢和特點[10]。在LSPP中通過定義matsum可以查看SPH工件的能量變化。文獻[11]指出，工件出現劃痕是首先磨粒對材料擠壓做功，使材料內部能量逐漸積累，當材料內部增加的能量難以維持平衡，材料開始對外做工，即出現材料變形和去除，而由于變形出現，對外做功，使材料內部能量下降。由圖5.6可以得出：磨粒在開始與工件接觸后，材工件內部能量迅速增長，形成尖峰，表明在研磨初期，磨粒能量完全被工件吸收且工件沒有對外做工，因此表現為塑性變形，沒有損傷和脆性斷裂出現，之后工件能量急劇下降，表明此時脆性斷裂出現，能量釋放轉化為磨屑動能、工件變形能、熱等形式。這與前文通過損傷云圖分析所得結果基本一致，同時驗證了仿真結果的前后一致性。
圖5.6 工件能量變化圖
（2）法向力、切向力對比驗證
對于磨粒的變切深刻劃仿真中的法向力，可以通過金剛石磨粒劃擦試驗輸出法向力、切向力與其對比來驗仿真力的準確性。文獻中[12]實際實驗所得到的穩定狀態下法向力最大為20N左右，切向力最大為5N大小左右。圖5.7為本文仿真得出的力-時間曲線圖。對比可以發現仿真中的法向力最大為25N左右，切向力最大為10N左右，與文獻中的實驗結果數值處于同一量級，且數值上較為接近。由此驗證了本文仿真仿真模型的準確性。
圖5.7 仿真刻劃力
7.結論
（1）由 FE-SPH 仿真結果可知，當磨粒切深為30μm 時，單晶碳化硅以脆性去除為主，工件存在明顯的亞表面裂紋和破碎現象，損傷深度約為26μm；當磨粒切深小于9.52μm 時，單晶碳化硅工件不存在明顯的亞表面裂紋。因此可以通過控制磨粒切深來實現工件的塑性加工，減小損傷從而提高表面質量。
展開 模型分享13——隨機磨粒砂輪模型建模與仿真 ￥99
仿真文件說明
1、多面體磨粒自定義隨機建模
2、磨粒在砂輪表面隨機三維分布
3、砂輪磨削模型和仿真
4、磨粒和仿真均可以自定義修改
5、附件為建模和仿真的完整文件
6、該模型答疑和協助仿真
7、目前沒有時間錄制操作視頻
仿真視頻
仿真圖片
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WeChat & QQ：1489785835
仿真軟件ABAQUS 6.14-1
付費描述
三維多面體磨粒、圓周隨機分布、砂輪建模、磨削仿真的CAE文件
展開 FEM-SPH耦合算法高效性驗證及球形磨粒恒切深劃擦6H-SiC仿真
為此本文嘗試用FEM-SPH耦合算法來耦合兩者優點，以期獲得理想的仿真結果。本文以單顆球形磨粒等切深劃擦碳化硅工件的FEM-SPH耦合模型為例，驗證這一耦合算法的高效性、正確性。
2 FEM-SPH耦合模型算例
2.1模型建立
圖2-1磨粒仿FEM-SPH模型
由于在磨削加工中，實際是金剛石磨粒的刀尖圓弧半徑劃過工件表面實現的材料去除，因此在介觀尺度下，不規則形狀的磨粒可以簡化成球體，工件簡化成與磨粒尺度相匹配的長方體，工件在7.5μm的切深范圍內采用SPH算法建模，剩下部.分采用FEM算法建立有限元網格，SPH粒子總數為144000個，粒子間隔為0.25μm，SPH粒子下的FEM網格工件網格大小并不影響計算結果，為提高計算時間，可適當取大網格間距，本文中取1μm，即4個SPH粒子與1個有限元網格匹配。磨粒仿真模型如圖2-1所示。幾何模型的具體參數如表2-1所示。因為磨粒為金剛石材質，其硬度和彈性模量遠遠大于單晶碳化硅工件，因此在研磨過程中，磨粒幾乎不會發生變形，因此將磨粒（密度3560kg/m3、泊松比0.2、楊氏模量1000GPa）設為剛體。單晶碳化硅是典型的的各向異性材料，本文仿真選用6H-SiC，單晶碳化硅（6H-SiC）工件的本構參數如表2-2所示。
展開 磨粒耦合仿真中的求解時間過長問題 ￥5.2
在雙顆磨粒及多顆磨粒耦合劃擦仿真中，隨著磨粒數的增多及對磨粒約束的增加，模型求解時間迅速增加，在設置不出錯的情況下，有時候甚至長達幾百個小時，這是我們不能接受的。建立的模型如圖1所示。我們來分析原因。
圖1 雙顆磨粒耦合模型
首先求解時間過長的原因與磨粒的復雜運動有關，本文中磨粒在Z向做拋物線運動，先向下在向上在sph粒子表面劃過深淺不一的溝槽，其次磨粒在Y方向做勻速直線。這樣的復合運動使得計算量大大增加。
其次磨粒與sph粒子的接觸采用自動點面接觸，多對接觸對使得接觸算法不斷循環，從而計算時間急劇增加，，隨著后面磨粒數增多到三顆、四顆、五顆...其計算時間必然更長，所以改進接觸算法是主要原因。
最后求解時間與sph粒子的數量直接相關。本文中SPH粒子設置的是200000，粒子間隔0.01mm，也即是10μm，粒子之間是通過罰函數來互相建立聯系的，故粒子束增多，罰函數求解時間增長。
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基于FE-SPH耦合的算法采用ANSYS/LSDYNA仿真磨粒磨削硬脆材料的裂紋仿真方法總結 ￥9.99
30angle 裂紋云圖
30angle 沿深度方向的裂紋分布云圖
調試許久的金剛石磨粒磨削硬脆材料引起的裂紋延伸擴展云圖終于有了一定的進展，紀念一下。2021-12-7.
磨粒十字刻劃氧化鋁陶瓷損傷仿真云圖
通過ANSYS/LSDYNA軟件建立雙磨粒90°刻劃氧化鋁陶瓷表面，材料用JH-2本構，損傷失效選用最大拉伸失效，因此fs設為負值，金剛石磨粒為自然界最硬的物質，選用rigid本構。通過速度曲線加載方式定義磨粒的運動方式，模型建立完成后于LSDYNA Solver求解，最終結果用LSPP查看，得出的損失云圖如下圖所示。
基于FE耦合SPH算法的磨粒變切深刻劃碳化硅陶瓷仿真
粒子拋擲效果及損傷分布與相關文獻中基本一致，驗證了FE耦合SPH算法的合理性，可用于磨粒精密加工領域。
技術鄰周報Q7：Ansys/離散元/ABAQUS/LS-Prepost/接觸問題/LS-DYNA/FEM-SPH/APDL
9、LS-DYNA趣味案例---丟鋼镚
作者：小Ray
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1807084
很久之前在Usim公眾號上看到作者鄧怡超用ABAQUS做過丟鋼镚的案例，感覺作者很有意思，常把生活中的趣味轉為CAE仿真，相信作者是個熱愛生活的人。正巧利用休息這段時間，用所學的CAE軟件試著模仿了一下作者的丟鋼镚的案例，從中也收獲了不少東西。
10、Workbench用戶自定義控件界面顯示類型
作者：
some
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1807149
上一期我們演示了APDL命令封裝為Mechanical用戶自定義插件，在插件中，我們只能選擇模型，設置float類型的數據。在實際使用中遇到情況會更復雜，比如通過下拉列表選擇加載形式、選擇載荷坐標系，選擇文件等情況，本期我將介紹常見的界面定義方式,實現以下功能。
11、FEM-SPH耦合算法高效性驗證及球形磨粒恒切深劃擦6H-SiC仿真
作者：
lxyy
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1807163
單純用FEM算法建立有限元網格模型在模擬大變形問題經常會出現網格畸變，且FEM算法在模擬不連續的問題，如斷裂等問題并不具有優勢，SPH算法由于不用依賴網格算法，可以很好解決這一問題，但隨之帶來的邊界難以處理，計算效率低的問題也一直難以很好解決。為此本文嘗試用FEM-SPH耦合算法來耦合兩者優點，以期獲得理想的仿真結果。本文以單顆球形磨粒等切深劃擦碳化硅工件的FEM-SPH耦合模型為例，驗證這一耦合算法的高效性、正確性。
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