Abaqus鋼材成型的案例
鋼材單向拉伸試驗(yàn)Abaqus模擬 附Abaqus詳細(xì)教程下載
圖3 FEM模型
求解器選擇
本例中采用Abaqus/Standard進(jìn)行求解。建議求解時(shí)勾選“Discontinuous analysis”并且增加不收斂迭代次數(shù)（
）。算例INP文件可以在“閱讀原文”中獲得。
對(duì)比分析
應(yīng)力云圖與應(yīng)力-應(yīng)變曲線對(duì)比如下圖所示，可見數(shù)值分析能較好反映試驗(yàn)結(jié)果。
圖4 應(yīng)力云圖
圖5 應(yīng)力-應(yīng)變曲線對(duì)比
總結(jié)
普通金屬拉伸試驗(yàn)可通過處理試驗(yàn)機(jī)位移獲得應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€；
Abaqus本構(gòu)采用真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，損傷斷裂也如此；
筆者處理的1.0mm Q235冷板、1.5mm Q235熱板損傷演化中的指數(shù)參數(shù)均為-5；
斷裂理論仍在不斷發(fā)展，材料模型在不斷完善。
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展開 Abaqus/Standard與Abaqus/Explicit的材料成型仿真模擬比較
材料的塑性成型過程中，我們往往需要確定在成型過程中作用在沖頭上的力，以及作用在毛柸和夾具上的力，同時(shí)也必須確定材料的塑性應(yīng)變，是否超過材料的失效應(yīng)變，進(jìn)而確定在成型過程中材料是否發(fā)生斷裂。
在成型模擬中，涉及到多種物體之間的接觸，以及毛柸的大變形，因此是一個(gè)很強(qiáng)烈的非線性問題。Abaqus由于強(qiáng)大的非線性求解，在材料的成型模擬中應(yīng)用廣泛。本文利用abaqus中的隱式求解方法standard與隱式求解方法explicit，模擬了同一個(gè)金屬板材加工成凹槽的過程。
一、模型的建立
板材的成型模擬過程可以簡(jiǎn)化成如圖1所示的物理模型（采用了對(duì)稱原理）。毛柸在夾具和沖模的作用力下固定，對(duì)沖頭施加一個(gè)作用力，使毛柸發(fā)生塑性變形，進(jìn)而形成我們所想要的形狀。
在abaqus中模擬過程中，我們采用二維平面應(yīng)變模型。關(guān)于平面應(yīng)變和平面應(yīng)力問題，很多讀者可能會(huì)感到困惑。作者在這里對(duì)平面應(yīng)變和平面應(yīng)力的問題做簡(jiǎn)要的區(qū)別。平面應(yīng)變是材料應(yīng)力應(yīng)變六面體單元中,Z向的應(yīng)變?yōu)?，只有X與Y方向的應(yīng)變，一般對(duì)應(yīng)于柱體的問題；而平面應(yīng)力則是在應(yīng)變應(yīng)力六面體單元中,Z向的應(yīng)力為0，只有X與Y方向的應(yīng)力，一般對(duì)應(yīng)于薄板的問題。本例中，毛柸在Z向的方向較長(zhǎng)，Z方向的應(yīng)變基本為0，因此本文采用平面應(yīng)變模型求解。
圖1 成型分析的物理模型
對(duì)于毛柸，我們采用二維的可變實(shí)體單元建立模型。而對(duì)于沖頭，夾具與沖模，相對(duì)于毛柸來說，他們的剛性較大，在材料的沖壓成型中，變形可以忽略。因此，我們采用剛性體來模擬。在abaqus中，剛形體的建立有解析剛體和離散剛體。解析剛體一般用來模擬簡(jiǎn)單的形狀，如曲線或者殼體；而離散剛體可以模擬任意復(fù)雜形狀的剛體。同時(shí)解析剛體不需要?jiǎng)澐志W(wǎng)格，而離散剛體需要?jiǎng)澐志W(wǎng)格。但是解析剛體和離散剛體都需要賦予參考點(diǎn)。
展開 abaqus鉚釘成型 ￥15
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abaqus凹槽成型
采用隱式分析做的一個(gè)凹槽成型，對(duì)接觸要求非常嚴(yán)格，希望對(duì)既有接觸又有大變形分析的同學(xué)帶來靈感！
Abaqus 鈑金彎曲成型 ￥5
Abaqus 鈑金彎曲成型，沖壓，自做模型，內(nèi)附操作視頻，cae,inp文件
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鋼板成型例子abaqus
做了一個(gè)鋼板成型的例子，需要源文件的或者教學(xué)視頻的可以加我球球443941211
abaqus沖壓成型
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ABAQUS軟件在材料成型中的應(yīng)用
ABAQUS的分析步正好體現(xiàn)了這樣的概念－模擬真實(shí)的世界。下圖為掉底模擬以及各向同性和各向異性材料的成型模擬。
ABAQUS軟件在材料成型中的應(yīng)用.pdf
基于Abaqus金屬管成型分析 ￥10
本文主要介紹如何一步步用abaqus模擬金屬管成型過程，查看金屬管成型過程的應(yīng)力，等效應(yīng)變等。詳細(xì)步驟包括有定義彈塑性材料模型，建立網(wǎng)格模型，邊界條件設(shè)置，載荷，定義分析步。附件有模型文件，不清楚的地方可以問我或者直接查看模型文件。
Abaqus：旋壓成型仿真案例講解
金屬腳架abaqus沖壓成型回彈模擬
新增一個(gè)角點(diǎn)的邊界條件，注意這個(gè)set一定要在之前的模型中創(chuàng)建，新增的set在abaqus中將不會(huì)識(shí)別。
新增預(yù)定義場(chǎng)的邊界條件，Job name為Explicit中計(jì)算的odb名稱。
提交計(jì)算即可。
ABAQUS案例-金屬板熱沖壓成型分析 ￥3
本案例（附件中inp文件）講述了在ABAQUS中模擬金屬板的熱沖壓成型分析。熱沖壓成型分析包含了溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的相互作用，因而需要進(jìn)行熱力耦合分析。此外，對(duì)于成型分析，為了準(zhǔn)確的模擬結(jié)果，涉及到分析步參數(shù)的設(shè)置以及網(wǎng)格的劃分和參數(shù)設(shè)置。本案例是一個(gè)典型的多物理場(chǎng)分析。
基于ABAQUS顯式動(dòng)力學(xué)和隱式動(dòng)力學(xué)的彎管成型加工分析 ￥50
摘要： 彎管成型分析方法及注意點(diǎn)，分別采用顯式動(dòng)力學(xué)和隱式動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)行彎管成型分析，并對(duì)兩種分析方法進(jìn)行了比較。
素材來源：
本文中所引用的案例素材來源于：錢 峰，潘笑譽(yù)，葉小奔. 基于ＡＢＡＱＵＳ的管件彎曲成型的有限元分析[J]. 機(jī)械工程與自動(dòng)化,１６７２－６４１３（２０１７）０４－００１９－０３.
案例中彎管模具以及坯料尺寸皆根據(jù)該論文進(jìn)行建模，論文中未提及的尺寸信息，筆者根據(jù)自身過往經(jīng)驗(yàn)自行設(shè)定。
建 模：
零部件定義：共五個(gè)組件，除坯料外，全部設(shè)置為離散剛體，解析剛體也可，這里以離散剛體為例。
材料屬性：剛體不需要設(shè)置材料，坯料材料屬性需要設(shè)置彈性模量，應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)以及密度（采用隱式動(dòng)力學(xué)可不設(shè)置密度參數(shù)）。
關(guān)于應(yīng)力應(yīng)變曲線定義需要注意abaqus程序內(nèi)部對(duì)應(yīng)力應(yīng)變曲線數(shù)據(jù)的正則化問題，顯式動(dòng)力學(xué)算法會(huì)根據(jù)用戶輸入的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行正則化處理，如果數(shù)據(jù)點(diǎn)過多，或者數(shù)據(jù)點(diǎn)間存在突變，則可能會(huì)產(chǎn)生計(jì)算誤差或者直接報(bào)錯(cuò)。
莊茁教授關(guān)于顯示動(dòng)力學(xué)中應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的正則化處理的解釋
分析步：
隱式動(dòng)力學(xué)設(shè)置如下：
顯式動(dòng)力學(xué)設(shè)置如下：
關(guān)于顯式動(dòng)力學(xué)中質(zhì)量縮放（Mass scaling）的原理請(qǐng)查閱官方幫助文檔。由于一般的材料加工問題都屬于準(zhǔn)靜態(tài)問題，因此采取一定的質(zhì)量縮放可以在損失較少計(jì)算精度的前提下，大幅提高計(jì)算速度，具有非常大的應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)然，如果能夠通過采用更大的網(wǎng)格劃分提高計(jì)算速度，那是更好的選擇。在模型調(diào)試階段可以采用較大的質(zhì)量縮放系數(shù)，快速計(jì)算，debug模型，在模型調(diào)整好之后減小質(zhì)量縮放系數(shù)，以獲得精度更高的計(jì)算結(jié)果。
展開 Abaqus基于粘彈性本構(gòu)的復(fù)合材料固化成型仿真
Abaqus基于粘彈性本構(gòu)的復(fù)合材料固化變形分析
復(fù)合材料制件成型過程中，由于材料自身的各向異性、樹脂基體的化學(xué)收縮反應(yīng)以及模具作用等因素的影響，導(dǎo)致制件成型過程中產(chǎn)生殘余應(yīng)力，引起固化變形，從而增加制造成本和裝配難度。因此，合理預(yù)測(cè)制件固化過程中殘余應(yīng)力的發(fā)展，計(jì)算制件的固化變形量，成為降低制造成本、提高生產(chǎn)效率的重要手段。
復(fù)合材料固化成型仿真主要包括三個(gè)部分：熱-化學(xué)模型，固化動(dòng)力學(xué)方程和固化本構(gòu)。http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1261705中介紹了固化成型過程中的熱化學(xué)模型和固化動(dòng)力學(xué)方程。為了進(jìn)一步研究復(fù)合材料的固化變形過程，本文又引入了粘彈性本構(gòu)模型，采用完全熱力耦合的分析方法，預(yù)測(cè)了復(fù)合材料的固化變形。
目前常用的固化本構(gòu)模型包括：線彈性模型，路徑依賴模型和粘彈性本構(gòu)模型。
Zocher等提出的粘彈性本構(gòu)模型其本構(gòu)關(guān)系和應(yīng)力增量方程為：
其中
式中St_im是歷史狀態(tài)變量
其中，增量步內(nèi)的折算時(shí)間
式中，Cu_ij和Cf_ij分別為完全松弛剛度和未松弛剛度；aT、Wm和τm分別為轉(zhuǎn)換因子、權(quán)重系數(shù)和松弛時(shí)間。松弛時(shí)間和權(quán)重因子如下
通過Umat子程序編寫粘彈性本構(gòu)模型，結(jié)合Hetval、Disp等子程序進(jìn)行固化成型過程分析。有限元模型如下圖所示，包括復(fù)合材料及模具。在回彈分析時(shí)，通過Model Change 移除模具。
固化過程中的溫度和固化度關(guān)系的關(guān)系如圖所示
計(jì)算得到的溫度和應(yīng)力的關(guān)系如圖所示
固化過程中的應(yīng)力場(chǎng)如下圖所示
移除模具后，可以得到復(fù)合材料的回彈變形如圖所示
有關(guān)于子程序二次開發(fā)或者復(fù)材仿真的問題可以聯(lián)系QQ1653004885或者關(guān)注CAE320公眾號(hào)
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