abaqus薄板回彈的案例
Abaqus薄板彎曲變形分析實
ABAQUS提供了業內領先的接觸建模能力，接觸中各種表面間的各類摩擦性質可以建立相應的模型模擬，來符合不同接觸行為的要求。
本文采用Abaqus/Standard求解器，進行薄板彎曲變形分析，用以簡單展示ABAQUS接觸建模及其分析功能。
1、 計算模型
如圖1所示，懸臂梁左端受剛性模具固定，右端受移動模具下壓產生變形。
2、 有限元模型
建立有限元模型，創建穩態分析步，分析薄板和剛性表面間的接觸，平板使用實體平面應變單元CPE4I, 該單元沿板厚方向只需要一個單元即可以準確模擬彎曲行為。剛性表面以解析剛性面模擬。
3、 接觸建立
ABAQUS中，接觸的一般需要三個步驟。
首先定義接觸表面。剛性表面一般作為接觸對的主面，本例中將剛性模具的面定義為主面，薄板面為從面。
進而定義接觸對。選擇發生接觸的主從面定義為接觸對。
最后定義接觸屬性。包括接觸類型，以及摩擦系數等相關接觸參數。本例選擇無摩擦的光滑接觸屬性。
本案例共包括三個接觸對，分別為三個剛性模具與薄板之間的接觸。
完成接觸設定后，對模型設定相關邊界條件：上下模具完全固定，沖頭向下移動60mm。薄板左端固定。
在此邊界條件下，沖頭向下移動時，薄板上的三個接觸對發生作用，使得薄板右端發生彎曲。
4、 接觸輸出
接觸設定中，對于多有表面的接觸信息，可以設定接觸應力、接觸位移等接觸輸出信息。
5、 分析結果
如圖所示，計算完成后薄板發生預想彎曲。案例設定了接觸應力輸出，接觸應力包括接觸壓力、摩擦剪切力的輸出，均可以在后處理中進行相應結果顯示。圖中所示云圖所示為接觸壓力云圖。
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1 模型建立
計算分析將采用ABAQUS/Standard.
1.1 部件
斜板的幾何尺寸中，厚度遠小于其它方向，故選擇殼單元建立斜板部件,該板與整體1軸的夾角為30°。
1.2 材料屬性
材料
彈性模量（Pa）
泊松比
密度（kg/m3）
Steel
3e10
0.3
7850
為了使材料的方向沿板的軸線方向和與軸線垂直的方向,利用兩線法坐標工具定義一個局部的直角坐標系,它的局部x方向沿著板的軸向(即與整體坐標系1軸的夾角為30°),y軸位于板的平面內，z軸垂直于板面。并將Steel材料定義到截面上，選擇整個部件作為將應用局部材料方向的區域,選擇剛建立的局部坐標系，材料方向沿局部坐標系的x方向（圖 1）。
1.3 網格劃分
圖 1 局部材料方向定義
圖 2 網格劃分
1.4 邊界條件
斜板一端,另一端進行了約束,使其僅可沿平行于板軸的軌道運動。
左端固支（U1=U2=U3=UR1=UR2=UR3=0）
右端對端點約束（U2=U3=UR1=UR2=UR3=0）
1.5 荷載作用
1.5.1 脈沖荷載
脈沖荷載作用在斜板右端中間節點上,荷載類型：集中力，方向豎直向下。
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（注：這種算法只能用單核計算，如果要用多核，請使用general contact）
Standard回彈分析：
回彈分析需要用到之前分析步的結果（.abq，.stt，.pac，.prt，.odb，.res文件，Explicit默認開啟重啟動選項）
拷貝之前的模型重新命名，刪除裝配中的模具instances（回彈不需要用到），刪掉多余的接觸，多余的接觸屬性以及邊界條件。
新增一個角點的邊界條件，注意這個set一定要在之前的模型中創建，新增的set在abaqus中將不會識別。
新增預定義場的邊界條件，Job name為Explicit中計算的odb名稱。
提交計算即可。
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圖1 沖壓示意圖（1/4模型）
如圖1所示，毛坯（藍色）位于夾具（綠色）和模具（黃色）之間，沖頭（紅色）以一定的速度沖擊毛坯，毛坯在壓力和模具約束作用下發生一定的變形（沖壓過程）；隨后沖頭與夾具向上運動，卸載后的毛坯回彈并保留一定的永久變形（回彈過程），產品沖壓成型過程結束。
圖2 材料加、卸載的力學過程
材料加、卸載的過程中產生了彈性變形和塑性變形，分析時，通過Abaqus/Explicit分析其沖壓過程，再將分析結果作為初始狀態繼承給Abaqus/Standard進行回彈分析。由于對稱性，使用一個1/4模型解決這個問題，全部采用殼單元。
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