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隨機彈丸

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創建者：不是真正的工程師 創建時間：2023-09-12
隨機彈丸圖1

隨機彈丸的實例教程

Python實現可變噴丸角度的隨機彈丸分布 噴丸是一種典型的強化手段，采用高速彈丸反復撞擊材料表面，使表層發生塑性變形，從而引入顯著殘余壓應力，增大零件表面硬度，細化晶粒，有利于提高材料的抗疲勞性能。 噴丸覆蓋率和噴丸角度作為噴丸工藝中最重要的工藝參數之一，直接影響噴丸工藝的加工質量。覆蓋率C表示為被噴零部件表面上的彈痕面積與零部件總面積的比值，可通過阿夫拉米公式計算： 單彈丸模擬結果 r為單個彈丸撞擊后留下的彈坑半徑；N 為彈丸個數。 ABAQUS軟件作為一款強大的非線性軟件，在沖擊領域具有重要應用。本帖主要通過ABAQUS的python二次開發實現機械噴丸強化過程，并根據單彈丸噴丸后的結果結合阿夫拉米公式近似得到一定覆蓋率下的彈丸個數。 噴丸速度與噴丸強度有關，實際實驗中以ALMEN試片的弧高值表征噴丸強度，在模擬中以100%覆蓋率下的噴丸速度表征噴丸強度，下面是ALMEN試片噴丸后的變形特征。 ALMEN試片噴丸后的位移變化 下圖為通用機械噴丸插件，可以根據覆蓋率輸入彈丸參數：彈丸個數、彈丸大小，彈丸本插件采用的是可變形體，需要材料參數，噴丸角度以90度最佳，小角度噴丸在相同噴丸強度下容易出現損傷；靶材參數：靶材大小與靶材的材料參數。其次還有分析步時間以及網格大小，分析步時間其實可以通過噴丸速度與最高彈丸位置點計算，本插件仍然可以優化，彈丸采用解析剛體減少計算量。 機械噴丸插件 下面是一些插件的案例。
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機械噴丸： 利用彈丸高速沖擊到靶材，使其表面產生塑性變形產生殘余應力以及加工硬化從而提高材料的強度和疲勞強度。 影響噴丸強度的工藝參數主要有：彈丸直徑、彈流速度、彈丸流量、噴丸時間等。彈丸直徑越大，速度越快，彈丸與工件碰撞的動量越大，噴丸的強度就越大。噴丸形成的殘余壓應力可以達到零件材料抗拉強度的60％，殘余壓應力層的深度通常可達0.25mm，最大極限值為１mm左右。噴丸強度需要一定的噴丸時間來保證，經過一定時間，噴丸強度達到飽和后，再延長噴丸時間，強度不再明顯增加。在噴丸強度的阿爾門試驗中，噴丸強度的表征為試片變形的拱高。 隨機噴丸 ABAQUS支持的四種粒子生成的概率密度函數 正態分布 對數正態分布 均勻分布 分段線性分布 深度方向殘余應力圖 機械噴丸包括：單彈丸、多彈丸和隨機彈丸 文件中多彈丸的建模采用陣列彈丸建模，隨機彈丸的建模參考： 基于ABAQUS的python不同噴丸角度的隨機彈丸噴丸插件_Python腳本 abaqus模擬噴丸-技術鄰 (jishulink.com) 上述移動式機械噴丸模擬只作為參考，只作為演示，具體理論精確控制參考： ABAQUS粒子生成器如何控制粒子的生成個數_abaqus dem模擬 ABAQUS-技術鄰 (jishulink.com) 粒子透明下塑性應變動畫 上述動畫參考付費文件的隨機噴丸的第二個speed70.inp文件以及inp修改的最新txt文件以及最為準確的解釋
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插件介紹 AbyssFish_RandomSphere3D V2.0 插件可在Abaqus內參數化生成隨機分布的球體部件及與之適配的多孔長方體部件。插件可用于構建球體骨料混凝土細觀、隨機彈丸、泡沫混凝土、多孔結構模型等，可設置模型的尺寸、球體的粒徑分布、球體比例等參數。 模型說明 插件采用部件（Part）裝配方式，分別建立隨機分布的球體及帶有孔洞的長方體部件，并進行模型裝配。 插件建立的模型中每個球體為一個獨立的部件，且插件已對所有球體進行空材料的指派，用戶可批量更改球體的截面屬性。 模型中所有球體可以批量進行網格劃分，方便用戶使用。 注意，插件僅完成了幾何部件的裝配操作，并未指定材料屬性、分析步、相互作用、載荷、網格等，此部分內容需要用戶根據模擬內容自行設置。 參數說明 Length、Width、Height：設置模型的長寬高尺寸，分別對應坐標軸x， y，z方向。單位全局統一即可。 Radius_Max、Radius _Mid、Radius _Min：大中小三種粒徑球體的半徑分布區間。粒徑區間設置可連續也可不連續，可指定所有粒徑大小一致。 Ratio：當前組球體占所有球體的比例，比例為體積比。 Volume ratio：所有球體的體積占長方形體積的比例。 Gap_min：球體之間可能存在的最小間距，本參數設置是為了防止球體之間距離過小造成模型中存在小邊，而影響到后期的網格劃分，此參數設置建議大于外側長方體的最小單元尺寸。 Timeout：最大投放次數，模型采用隨機投放算法，達到設定的投放嘗試次數后停止。
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本文模型特點介紹 隨著計算機技術的發展，噴丸仿真從二維走向三維，從單個彈丸走向多個彈丸，也從規則的彈丸排布走向了隨機的彈丸排布，逐漸接近真實的噴丸過程。本案例提供具有實體彈丸的隨機噴丸仿真腳本，因為實體彈丸數量越大，計算規模越大，為了控制計算規模，“等效”的分析方法就十分重要了，這里具體包括： 噴丸強度等效，即阿爾門試片高度 工件材料RAE（representative area element），因為有限彈丸的覆蓋面積有限，因此必須找到能代表區域殘余應力，區域覆蓋率的“單元面積”。 腳本運行效果 彈丸大小，入射速度，入射角度，彈丸數量均可調： 某組參數示意： 計算結果： 當調試參數時，也可以批量提交多組參數計算。 完整前后處理腳本，可輸出覆蓋率，表面粗糙度結果。 腳本運行環境：abaqus 6.11及以上。
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隨機彈丸圖2

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連綿不斷的無限水射流 碰撞侵徹 LS-DYNA | 貨車撞擊橋墩 LS-DYNA | 汽車碰撞 LS-DYNA | 整車碰撞模擬事故發生 LS-DYNA | 小球跌落 LS-DYNA | 一堆小塊跌落 LS-DYNA | 裂紋的模擬效果 AUTODYN | Whipple結構超高速撞擊 LS-DYNA | 彈丸對鋼筋混凝土結構的數值模擬 LS-DYNA | 彈丸侵徹隨機混凝土層
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