圓棒
關注創建者：h1009483928 創建時間：2023-06-03
圓棒的視頻教程
ANSYS模擬圓棒試樣及圓棒缺口試樣在拉伸和彎矩載荷下的應力
本案例應用ANSYS軟件創建圓棒試樣和圓棒缺口試樣的三維實體模型，并進行網格劃分、加載和求解，整個過程均采用ANSYS的參數化語言(apdl)完成。附件中可下載完整的參數化建模與分析程序。
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Simufact Forming——鍛造過程中空洞缺陷的變化模擬
本視頻以帶有孔洞的圓棒鐓粗為例，詳細講述了simufact forming的整個設置過程，包括網格細化，材料選擇，再結晶設置，以及后處理過程的高清圖片保存，視頻保存等。
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圓棒的實例教程
全文速讀：
在不同應變速率下對鑄鐵和鑄鋁圓棒試樣進行了單軸高速拉伸試驗，研究了它們的動態力學性能及斷裂情況，分析了相關因素對試驗的影響。結果表明：測試應變、應力的方法，試樣標距長度及夾持端長度等對試驗準確性和曲線振蕩程度有較大影響；使用比剛度和比強度高的夾具、短標距試樣、應變片測試應力、兩臺相機測試應變、適當增加夾持端長度可以提高試驗結果的準確性。
工程上對金屬材料的拉伸試驗通常要求應變速率在10?2～103 s?1之間。一般應變速率小于0.1 s?1時，可以在靜態試驗機上進行試驗，規范參考GB/T 228.1—2010《金屬材料拉伸試驗 第1部分：室溫試驗方法》；當應變速率大于0.1 s?1時，需要在高速拉伸試驗機上進行試驗，稱為高應變速率拉伸測試。ISO 26203-2:2011 Metallic materials — Tensile testing at high strain rates — Part 2: Servo-hydraulic and other test systems 及 GB/T 30069.2—2016對金屬板材試樣的高應變速率拉伸測試有詳細的說明，但對金屬圓棒試樣缺乏指導性規范。
機械設備結構件多為鑄件，其力學性能關系到產品的碰撞安全性。鑄件的力學性能一般通過測試標準圓棒試樣獲得，因此了解圓棒試樣高應變速率測試時的影響因素，獲得準確的高應變速率條件下的拉伸應力應變曲線等相關信息對零件結構的碰撞安全性評價非常重要。
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試驗材料及方法
試驗材料為啞鈴型鑄鋁和鑄鐵件，根據常用零件的最小壁厚，選擇平行段直徑為 5 mm、夾持端直徑為 12 mm 的試樣。平行段工作部分表面粗糙度為 0.32 μm，同軸度小于 0.01 mm，使用銑床和外圓磨床進行加工。
展開 圓棒榫旋轉焊接技術如何應用呢？
圓棒榫是家具工業中較常見的插入榫，板式家具部件之間的接合與定位、實木框架的接合均可通過圓棒榫將若干個部件組裝在一起。
近年來，高速旋轉圓棒榫木材焊接技術在歐洲已于家具部件直接和角部結合兩類連接方式中展開應用研究，其結構強度、產品穩定性符合相關要求。
實木家具直接結合怎么用？
實木家具中的直接結合是最基本的裝配方式之一，如果采用圓棒榫旋轉焊接，結果如何一定是大家最為關心的問題。
研究人員選取斜接、搭接和鳩尾接三種家具部件直接結合方式，對圓棒榫旋轉焊接體與圓棒榫膠接合體、釘接合體進行力學性能比較，研究結果認為圓棒榫旋轉木材焊接較釘接有較好的強度和剛度、與圓棒榫膠接強度和剛度相當，可以在家具部件裝配中應用。
展開 圓棒的滾壓仿真CAE ￥99
<p>圓棒的滾壓仿真，棒旋轉本身產生應力，結果有問題，必須轉化為球旋轉，滾壓球既能繞棒公轉，也能自轉，詳情可查看B站視頻</p><p>https://www.bilibili.com/video/BV1YT41147ta/?vd_source=9f1dda2358e63ace0b661e56fe417806</p>
▲使用圓棒榫旋轉焊接的Z字椅
▲使用圓棒榫旋轉焊接的柜子
▲圓棒榫高速旋轉摩擦焊接機
圓棒榫旋轉焊接在國內有前景嗎？
如果技術成熟且成本得到有效控制的話，這項連接技術應當是具有不錯前景的。
利用CPFEM方法對鈦合金圓棒拉伸過程進行模擬，使用UMAT子程序以及Abaqus有限元軟件作為晶體塑性有限元分析的實現方式。并且，在一些復雜工藝條件下如切削、軋制、沖壓等，CPFEM方法同樣適用，能夠模擬材料變形過程中的非線性行為和動態響應。
在晶體塑性有限元中，首先在Abaqus中建立了單軸拉伸有限元模型如圖1所示，材料被建模為包含大量晶粒的集合體如圖2所示，每個晶粒都有其特定的晶體取向，并且每個晶粒的變形過程均考慮了滑移和孿晶的變形機制。
圖1 單軸拉伸有限元模型示意圖
圖2 單軸拉伸晶體塑性模型示意圖
通過有限元方法，可以計算出在給定拉伸載荷下，這些晶粒如何相互作用，以及它們如何隨時間變形。這種方法能夠提供關于晶體材料內部應力、應變和變形機制的詳細信息，有助于理解材料在受力時的響應，并優化材料的設計和加工過程。圖3所示為單軸拉伸過程應力云圖，圖4所示為單軸拉伸過程孿晶云圖。
圖3 單軸拉伸過程應力云圖
圖4 單軸拉伸過程孿晶云圖
通過晶體塑性有限元方法，可以對材料變形過程中的晶體學取向信息進行分析。圖5所示為單軸拉伸過程晶粒歐拉角云圖，其中SDV55、SDV56、SDV57分別對應歐拉角φ1、φ、φ2。
圖5 單軸拉伸過程晶粒歐拉角云圖
綜上所述，晶體塑性有限元是一種強大的數值模擬技術，能夠深入分析晶體材料的塑性變形行為，為材料科學與工程領域的研究和應用提供有力支持。
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背景
在汽車、飛機、航空航天及高鐵等現代高速運載裝備的制造中，膠粘劑因其卓越的輕量化與高效連接特性，已成為實現關鍵結構性能不可或缺的技術。在實際嚴苛的服役環境下，這類膠粘結構不僅承受靜態載荷，更持續面臨碰撞、沖擊、劇烈振動等高應變率的動態載荷，以及從極寒到高溫的廣闊溫域考驗。這些復雜工況會顯著改變膠粘劑的微觀力學響應與宏觀失效機制，而接頭一旦失效則直接關乎整體結構的完整性與生命安全
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鑄件的力學性能一般通過測試標準圓棒試樣獲得，因此了解圓棒試樣高應變速率測試時的影響因素，獲得準確的高應變速率條件下的拉伸應力應變曲線等相關信息對零件結構的碰撞安全性評價非常重要。
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試驗材料及方法
試驗材料為啞鈴型鑄鋁和鑄鐵件，根據常用零件的最小壁厚，選擇平行段直徑為 5 mm、夾持端直徑為 12 mm 的試樣。
plastic_iso_vumat
3 算例
3.1 單單元拉伸測試
對單個單元進行單軸拉伸，邊界條件如下：
von Mises應力對比結果如下（左圖為Abaqus材料庫計算，右圖為vumat子程序計算結果）：
等效塑性應變對比結果如下（左圖為Abaqus材料庫計算，右圖為vumat子程序計算結果）：
反力曲線對比如下：
塑性耗散曲線對比如下：
3.2 圓棒拉伸測試
利用CPFEM方法對鈦合金圓棒拉伸過程進行模擬，使用UMAT子程序以及Abaqus有限元軟件作為晶體塑性有限元分析的實現方式。并且，在一些復雜工藝條件下如切削、軋制、沖壓等，CPFEM方法同樣適用，能夠模擬材料變形過程中的非線性行為和動態響應。
