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BCC點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)梁單元Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動力學(xué)質(zhì)量縮放 ¥19.89
本文通過abaqus顯示動力學(xué)的方法對BCC結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓縮仿真模擬,同時為減小計算量,采用梁單元模擬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),壓頭設(shè)置為剛性面,添加質(zhì)量縮放,加快運(yùn)算速度,為點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點(diǎn)陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實(shí)體,然后對實(shí)體進(jìn)行處理,得到點(diǎn)陣單胞點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。
b.建立單胞BCC梁單元點(diǎn)陣模型,然后進(jìn)行刪除面的操作,得到單胞BCC點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),接下來進(jìn)行陣列操作,得到最大外形尺寸為25x25x25的點(diǎn)陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板,設(shè)置參考點(diǎn),模擬萬能試驗(yàn)機(jī)壓頭,剛性單元不參與計算,不影響計算結(jié)果,加快運(yùn)算速度。
2. 裝配,按壓縮試驗(yàn)進(jìn)行裝配,從上到下依次為壓板-點(diǎn)陣-壓板。
3.設(shè)置材料屬性,本文為鈦合金TC4,密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa,泊松比0.3,應(yīng)力應(yīng)變值見下表所示。
設(shè)置截面屬性Beam,定義截面半徑0.5mm
指派截面,定義方向[1,2,3],完成材料屬性設(shè)置。
4.設(shè)置分析步Dynamic,Explicit,時間設(shè)置為5s,以每秒1mm的速度進(jìn)行壓縮模擬,開啟質(zhì)量縮放為1e-5,歷程輸出勾選位移和力,以便輸出力-位移曲線,然后計算相應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
5.設(shè)置相互作用-切向行為和法向行為,摩擦系數(shù)為0.3,設(shè)置通用接觸。
以下部分為付費(fèi)部分
展開 ANSYS與材料力學(xué)系列教程之軸向拉伸和壓縮(五)
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上篇文章,我們根據(jù)例題2-5,討論了通過軸力和變形,利用幾何關(guān)系,求出結(jié)點(diǎn)A的位移,計算結(jié)果和ANSYS計算的結(jié)果相差無幾。除此方法外,我們還可以用彈性體的功能原理來求解該題。
能量守恒定律我們中學(xué)就已經(jīng)學(xué)習(xí)過,能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其它物體,而能量的總量保持不變。本文所研究的能量,是拉壓桿內(nèi)的應(yīng)變能。
彈性體在外力作用下會發(fā)生變形,此時彈性體內(nèi)將積蓄能量。根據(jù)能量守恒定律,彈性體在變形過程中,積蓄的能量在數(shù)值上等于外力所做的功,這就是
彈性體的功能原理。由于彈性體內(nèi)積蓄的能量是隨著彈性變形的增減而改變,所以稱之為
應(yīng)變能,用
Vε表示。
如上圖,由于在彈性范圍內(nèi),F(xiàn)的大小與△L成線性關(guān)系,所以F所做的功W即為F與△L軸圍成的三角形面積:
W=1/2*F*△L
根據(jù)彈性體的功能原理,
Vε=W=1/2*F*△L
外力F=軸力FN,所以,
Vε=W=1/2*FN*△L
根據(jù)胡克定律,
Vε=(FN^2*L)/2EA
我們根據(jù)推導(dǎo)出的應(yīng)變能公式,來求解例題2-5。
材料力學(xué)解法:
已知兩桿材料相同,橫截面、長度及受力均相等,所以,兩桿的應(yīng)變能也相等。根據(jù)推導(dǎo)出的應(yīng)變能計算公式,該結(jié)構(gòu)中總的應(yīng)變能為:
Vε=2*(FN^2*L)/2EA=
64.67J
根據(jù)彈性體的功能原理,載荷P做的功數(shù)值上等于結(jié)構(gòu)總的應(yīng)變能,即:
W=1/2*P*△A=Vε
△A=0.0012934m=1.2934mm
ANSYS解法:
該題的ANSYS解法,
展開 Moldex3D模流分析之螺桿后松退料管壓縮分析教程
現(xiàn)在Moldex3D充填階段的模擬,已可將后松退行為納入料管壓縮分析中,如此一來就能完整考慮到松退時噴嘴塑料區(qū)內(nèi)部的熔膠回抽行為與狀態(tài)變化,更準(zhǔn)確地預(yù)測熔膠充填時間、螺桿位置與注射量。
操作流程
條件限制
1.僅支持射出成型(IM)制程類型。
2.僅支持透過機(jī)臺模式內(nèi)的真實(shí)機(jī)臺接口進(jìn)行松退參數(shù)設(shè)定。
3.噴嘴與料管需設(shè)定為「噴嘴塑料區(qū)」屬性。
4.含「熱流道」屬性的模型,不支持回抽模擬。
步驟1:前處理準(zhǔn)備
開啟Moldex3D Studio (2021) 后,建立或匯入含有塑件、冷流道、冷卻系統(tǒng)和噴嘴塑料區(qū)的網(wǎng)格。
步驟2:機(jī)臺模式設(shè)定與選擇機(jī)臺
開啟成型條件后選擇「機(jī)臺模式」,并于機(jī)臺設(shè)定中選擇新增后于機(jī)臺數(shù)據(jù)庫中選擇射出機(jī)臺。
注:選擇機(jī)臺時須注意是否支持真實(shí)機(jī)臺接口(目前支持20臺以上的真實(shí)機(jī)臺接口)。
步驟3:后松退設(shè)定
1. 選擇支持機(jī)臺接口的射出機(jī)后,需勾選「機(jī)臺接口」并選擇控制器類型;接著點(diǎn)選「下一步」即可顯示真實(shí)機(jī)臺接口。
2. 于機(jī)臺接口中找到「后松退」并輸入松退距離或體積。
步驟 4:結(jié)果比較
1. 螺桿位置與射壓
如下圖所示,綠線為不考慮熔膠后抽的模擬結(jié)果,由于模具提早充滿,使得射壓瞬間升高,螺桿卻尚未達(dá)到VP切換點(diǎn)。藍(lán)線為考慮松退行為,其壓力與VP位置之結(jié)果可以更接近實(shí)驗(yàn)值。
2. 流動波前時間
若將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)比較,當(dāng)螺桿VP位置到達(dá)80mm與50mm時,也可觀察到模擬有考慮松退熔膠后抽之行為時,其波前位置可更接近實(shí)驗(yàn)值。
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現(xiàn)在Moldex3D充填階段的模擬,已可將后松退行為納入料管壓縮分析中,如此一來就能完整考慮到松退時噴嘴塑料區(qū)內(nèi)部的熔膠回抽行為與狀態(tài)變化,更準(zhǔn)確地預(yù)測熔膠充填時間、螺桿位置與注射量。
操作流程
條件限制
1.僅支持射出成型(IM)制程類型。
2.僅支持透過機(jī)臺模式內(nèi)的真實(shí)機(jī)臺接口進(jìn)行松退參數(shù)設(shè)定。
3.噴嘴與料管需設(shè)定為「噴嘴塑料區(qū)」屬性。
4.含「熱流道」屬性的模型,不支持回抽模擬。
步驟1:前處理準(zhǔn)備
開啟Moldex3D Studio (2021) 后,建立或匯入含有塑件、冷流道、冷卻系統(tǒng)和噴嘴塑料區(qū)的網(wǎng)格。
步驟2:機(jī)臺模式設(shè)定與選擇機(jī)臺
開啟成型條件后選擇「機(jī)臺模式」,并于機(jī)臺設(shè)定中選擇新增后于機(jī)臺數(shù)據(jù)庫中選擇射出機(jī)臺。
注:選擇機(jī)臺時須注意是否支持真實(shí)機(jī)臺接口(目前支持20臺以上的真實(shí)機(jī)臺接口)。
步驟3:后松退設(shè)定
1. 選擇支持機(jī)臺接口的射出機(jī)后,需勾選「機(jī)臺接口」并選擇控制器類型;接著點(diǎn)選「下一步」即可顯示真實(shí)機(jī)臺接口。
2. 于機(jī)臺接口中找到「后松退」并輸入松退距離或體積。
步驟 4:結(jié)果比較
1. 螺桿位置與射壓
如下圖所示,綠線為不考慮熔膠后抽的模擬結(jié)果,由于模具提早充滿,使得射壓瞬間升高,螺桿卻尚未達(dá)到VP切換點(diǎn)。藍(lán)線為考慮松退行為,其壓力與VP位置之結(jié)果可以更接近實(shí)驗(yàn)值。
2. 流動波前時間
若將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)比較,當(dāng)螺桿VP位置到達(dá)80mm與50mm時,也可觀察到模擬有考慮松退熔膠后抽之行為時,其波前位置可更接近實(shí)驗(yàn)值。
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Moldex3D模流分析之射出壓縮成型模擬教程之后處理
一般而言,射出壓縮成型加在盤狀表面與厚度的均勻壓力相同,CD盤的體積收縮與下圖所示的幾乎相同。
3. 檢視翹曲的屬性
在計算之后,在Studio工作區(qū)中選擇組別 (Run) > 分析結(jié)果 (Result) > 翹曲 (Warpage) > 總位移量 (Total displacement),將會顯示翹曲結(jié)果。一般而言,射出壓縮成型的盤狀塑件的位移量將會比傳統(tǒng)射出成型的更小,也會得到更均勻的平面。
4. 壓縮力歷史曲線
如果分析模式選擇射出壓縮成型,可在分析結(jié)束后觀看壓縮力的在壓縮歷程中的完整數(shù)據(jù)。
展開 ANSYS與材料力學(xué)系列教程之軸向拉伸和壓縮(七)
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上篇文章我們主要講了應(yīng)力集中的一些知識,并用ANSYS做了一個簡單的實(shí)例,與理論結(jié)果進(jìn)行了對比。今天,我們通過材料力學(xué)中的一個習(xí)題,幫助讀者回顧下之前學(xué)過的知識。習(xí)題如下:
下面我們進(jìn)行求解:
一、材料力學(xué)方法:
該題的整體思路為:
1. 根據(jù)理論力學(xué)知識求出AC、BD的軸力;
2. 根據(jù)應(yīng)力計算公式求出工作應(yīng)力,以此校核桿的強(qiáng)度;
3. 根據(jù)胡克定律求出桿的變形;
4. 根據(jù)桿的變形推算出A、B點(diǎn)的位移。
具體解法如下:
二、ANSYS方法:
1.若力F作用在F點(diǎn):
Step1:建立材料模型。
打開Workbench,將Static Structural拖入Project Schematic。題目中給定了材料的彈性模量為E=210GPa,我們需要在Engineering Data中添加彈性模量為E=210GPa的材料,否則計算時軟件會按照默認(rèn)的Structural Steel材料計算。
1.雙擊A2 Engineering Data進(jìn)入材料管理模塊,點(diǎn)擊Click here to add a new material,輸入2-25,建立一個名為“2-25”的新材料。
2.單擊新建的2-25材料,在左邊的Toolbox中選擇Linear Elastic,雙擊Isotropic Elasticity,表示創(chuàng)建一個各向同性的線彈性材料
展開 ANSYS與材料力學(xué)系列教程之軸向拉伸和壓縮(四)
上篇文章,我們主要學(xué)習(xí)了拉壓桿任意斜截面上的應(yīng)力,并在使用ANSYS進(jìn)行驗(yàn)證的同時,學(xué)習(xí)了提取任意截面上的應(yīng)力結(jié)果的方法。今天我們一起來學(xué)習(xí)第四節(jié)——拉(壓)桿的變形·胡克定律。
我們知道,胡克定律是力學(xué)彈性理論中的一條基本定律,它描述了固體材料受力以后,材料中的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。下式為胡克定律的一種表達(dá)形式:
ε=σ/E
式中,E稱為彈性模量(Elastic Modulus),是材料的一項(xiàng)重要彈性參數(shù),數(shù)值因材料而異,表征材料抵抗彈性變形的能力。英國科學(xué)家Thomas Young曾研究了桿的彈性性能,所以之后彈性模量有時也稱為楊氏模量(Young's Modulus),在ANSYS中的材料屬性中,也是以Young's Modulus命名。
除彈性模量外,材料還有一個非常重要的彈性參數(shù)——泊松比(Poisson's ratio)。泊松比又稱橫向變形系數(shù),常用字母ν表示。它定義為:在材料的比例極限內(nèi),橫向線應(yīng)變與縱向線應(yīng)變的絕對值的比值。泊松比由法國科學(xué)家泊松(Simon Denis Poisson,1781-1840) 最先發(fā)現(xiàn)并提出。
此外,材料還有兩項(xiàng)彈性參數(shù):
體積模量(Bulk modulus)和
切變模量(Shear modulus)。其中,體積模量K=E/3(1-2ν)(這也是泊松比ν不能大于0.5的原因),切變模量G=E/2(1+ν),均可以用楊氏模量E和泊松比ν表示,所以我們把楊氏模量E和泊松比ν定為彈性材料的基本參數(shù)。如果做線彈性靜力學(xué)分析,且不考慮重力作用的話,定義了這兩個參數(shù),就基本可以進(jìn)行計算了。下圖為WB中定義的線彈性材料,我們輸入楊氏模量和泊松比之后,體積模量和切變模量會自動計算出來。
今天,我們將通過例題2-5,來研究該題的材料力學(xué)解法和
展開 Moldex3D模流分析之射出壓縮成型模擬教程之分析過程
第三步,選擇射出壓縮成型。
2. 制程設(shè)定
分析參數(shù)設(shè)定
在充填/保壓(Filling/Packing)設(shè)定(如下圖),勾選噴嘴關(guān)閉(Nozzle is shut off)的選項(xiàng),即可關(guān)閉噴嘴的功能。此設(shè)定能跳過保壓階段,避免壓縮時熔膠回流。
在壓縮 (Compression) 設(shè)定
四項(xiàng)主要設(shè)定:壓縮設(shè)定、壓縮切換、壓縮速率設(shè)定及壓縮力設(shè)定。請參閱下一節(jié)的詳細(xì)范例。
壓縮設(shè)定:設(shè)定壓縮距離(mm)與壓縮時間(sec)。一般而言,壓縮距離是塑件厚度的20-30%。
壓縮切換:設(shè)定壓縮階段啟動時的時間。啟動時間可依充填時間(sec)或充填體積(%)的選項(xiàng)決定。
壓縮切換通常設(shè)定為模穴充填的80-95%。請參閱下圖。
壓縮速率設(shè)定:設(shè)定最大壓縮速率(mm/sec)。而且在壓縮速率多段設(shè)定(Compression Speed Profile)的對話框中,壓縮速率(mm/sec或%)的多段設(shè)定能透過壓縮時間或壓縮距離的功能繪制。
壓縮力設(shè)定:設(shè)定最大壓縮力(tf),并在壓縮力的對話框中設(shè)定壓縮力多段設(shè)定(Compression Force Profile)的適用功能。同樣地,壓縮力(tf或%)多段設(shè)定能透過壓縮時間或壓縮距離的功能繪制。
3. 計算參數(shù)設(shè)定
在計算參數(shù)設(shè)定中,可壓縮流動 (Compressible flow) 為必要開啟項(xiàng)目,即使在客制化 (Customize) 設(shè)定中也不能取消。
4. 執(zhí)行分析
這些設(shè)定完成后即可進(jìn)行分析。返回Moldex3D Studio,點(diǎn)擊分析順序(Analysis sequence)并選擇完整分析(Full Analysis-CF/PCW),以執(zhí)行射出壓縮成型分析。
展開 Moldex3D模流分析之射出壓縮成型模擬教程之簡介及前處理
射出壓縮成型簡介
射出壓縮成型(ICM)的制程同時結(jié)合射出成型與壓縮成型的技術(shù)。在制程中,模具不會完全關(guān)閉,鎖模機(jī)制會在熔膠射出時開始運(yùn)作,然后模具才會漸漸關(guān)閉。在制程結(jié)束時,透過鎖模力完全關(guān)閉模具并形成產(chǎn)品的形狀。
一般而言,位置控制模式與壓力控制模式常被用于控制模具位置。在下圖中,位置控制模式在熔膠射出前,公母模具之間需要一定距離。當(dāng)一射所需的熔膠量完全充填模穴時,模具將會啟動關(guān)閉直到完全關(guān)閉。不同于位置控制模式,如果使用壓力控制模式,模具將在射出啟動時開始逐漸關(guān)閉。當(dāng)鎖模力等于模穴內(nèi)部壓力時,模具將無法持續(xù)關(guān)閉,此時需要增加鎖模力使模具達(dá)到完全關(guān)閉為止。
射出壓縮成型制程的主要優(yōu)點(diǎn),能在充填過程時,用較低的射出壓力增加尺寸穩(wěn)定性。因此,在模穴內(nèi)均勻分布的壓力將使產(chǎn)品的良率更好,并能改善殘留應(yīng)力、翹曲與體積變化及雙折射效應(yīng)等問題。
射出壓縮成型制程通常用于光學(xué)組件與薄件產(chǎn)品,例如:鏡片、醫(yī)療器材、移動電話、筆電等。
Moldex3D 射出壓縮成型模塊功能導(dǎo) 覽
Moldex3D射出壓縮成型模塊能仿真三維射出壓縮成型制程。匯入Moldex3D Mesh的前處理檔案之后,能在Moldex3D射出壓縮成型模塊中設(shè)定壓縮面。此外,Moldex3D射出壓縮成型模塊具有與傳統(tǒng)射出成型相似的便利精靈功能,協(xié)助用戶設(shè)定壓縮制程的參數(shù)進(jìn)行計算,并提供充填、冷卻及翹曲分析的分析結(jié)果。
射出壓縮成型模塊的限制
Moldex3D射出壓縮成型模塊只支持solid網(wǎng)格模型,且壓縮區(qū)域的網(wǎng)格在Moldex3D Mesh中須設(shè)定為射出壓縮面。使用射壓縮模塊也需要較高的實(shí)體網(wǎng)格質(zhì)量,只有hybrid與hexa網(wǎng)格類型適用于模擬分析。
注意:射出壓縮成型模塊不支持純tetra與pyramid網(wǎng)格。
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展開 求助,求購,汽車密封條壓縮回彈和插拔CAE模擬分析教程?
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Abaqus案例:橡膠套壓縮
本案例圖文指導(dǎo)干涉配合與橡膠壓縮,并對典型錯誤給出分析解決辦法。
問題描述
頂部受壓縮載荷作用;
結(jié)構(gòu)形態(tài)如下圖所示。
材料信息
除橡膠套以外均以解析剛體模擬,橡膠以超彈性模擬。
rubber;
polynomial
工作目錄
選擇
File > Set Work Directory
設(shè)定工作目錄
幾何模組
單擊Open,從工作目錄選擇Bumper.cae并打開
屬性模組
解析剛體無需賦予其材料。
裝配模組
裝配體的建模技巧就是用軟件的Sketch或者CAD將草圖之間的關(guān)系提前布局好,然后倒入草圖,使用草圖建模。
分析步模組
分析程序會選擇使用
Static, General
。共包含2個分析步,第一個分析步用于解決干涉配合問題,第二個用于橡膠壓縮(兩個分析步有明顯不同的內(nèi)容,這也是劃分分析步的關(guān)鍵)
求解干涉配合和橡膠壓縮都需要設(shè)定合適的初始增量以及最大增量,默認(rèn)不足以解決問題。官方推薦,一般的非線性初始增量大小可設(shè)置為0.1。稍微復(fù)雜一點(diǎn)的,可考慮設(shè)置0.05,難度很大的一般設(shè)置為0.01。都只是推薦值,可以自己嘗試調(diào)整。
求解干涉配合,這里推薦初始為0.01。
橡膠壓縮載荷步,增量設(shè)置推薦如上。
展開 
Abaqus案例 | 橡膠套壓縮
本案例圖文指導(dǎo)干涉配合與橡膠壓縮,并對典型錯誤給出分析解決辦法。
問題描述
頂部受壓縮載荷作用;結(jié)構(gòu)形態(tài)如下圖所示。
材料信息
除橡膠套以外均以解析剛體模擬,橡膠以超彈性模擬。
rubber;polynomial
工作目錄
選擇
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幾何模組
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屬性模組
解析剛體無需賦予其材料。
裝配模組
裝配體的建模技巧就是用軟件的Sketch或者CAD將草圖之間的關(guān)系提前布局好,然后倒入草圖,使用草圖建模。
分析步模組
分析程序會選擇使用
Static, General
。共包含2個分析步,第一個分析步用于解決干涉配合問題,第二個用于橡膠壓縮(兩個分析步有明顯不同的內(nèi)容,這也是劃分分析步的關(guān)鍵)
求解干涉配合和橡膠壓縮都需要設(shè)定合適的初始增量以及最大增量,默認(rèn)不足以解決問題。官方推薦,一般的非線性初始增量大小可設(shè)置為0.1。稍微復(fù)雜一點(diǎn)的,可考慮設(shè)置0.05,難度很大的一般設(shè)置為0.01。都只是推薦值,可以自己嘗試調(diào)整。
求解干涉配合,這里推薦初始為0.01。
橡膠壓縮載荷步,增量設(shè)置推薦如上。
展開 ABAQUS 壓縮
ABAQUS 壓縮
ABAQUS軸向壓縮顯示動力學(xué)分析 ¥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí):
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么:
1、掌握三維模型的繪制
2、掌握顯示動力學(xué)分析相關(guān)的材料參數(shù)設(shè)置
3、理解顯示動力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)軸向壓縮分析的相互關(guān)系的設(shè)置
5、了解顯示動力學(xué)網(wǎng)格的劃分
6、學(xué)習(xí)結(jié)果后處理的查看與對比
案例介紹:
所使用軟件為ABAQUS2018.
本案例操完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件。
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ABAQUS靜態(tài)壓縮
請問各位大神,abaqus陶瓷材料靜態(tài)壓縮破壞和混凝土的靜態(tài)壓縮破壞設(shè)計到的參數(shù)相同嗎?