回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-11-22
回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的視頻教程
Abaqus結(jié)構(gòu)工程構(gòu)件滯回曲線捏縮詳解
捏縮是什么？何為捏縮？為什么出現(xiàn)捏縮？ 做試驗(yàn)最關(guān)鍵的2點(diǎn)：材性和變形監(jiān)測(cè)，然而70%同學(xué)都沒有做好這兩點(diǎn)，這也是大部人試驗(yàn)結(jié)果捏縮的原因。 感興趣可以看視頻，祝大家科研順利！ 有疑問可加qq2170453510進(jìn)行溝通。
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ABAQUS土木結(jié)構(gòu)滯回分析及彈塑性時(shí)程分析
ABAQUS土木結(jié)構(gòu)滯回分析及彈塑性時(shí)程分析 本人微信：YClarie，可接答疑，項(xiàng)目，一對(duì)一教學(xué)。 公眾號(hào)：結(jié)構(gòu)工程師 適用人群：土木工程專業(yè)（結(jié)構(gòu)方向）在校研究生；科研院所科研人員；設(shè)計(jì)院結(jié)構(gòu)工程師。
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回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的實(shí)例教程
來源：e-works 特約撰稿人：王毅
關(guān)鍵字：DynaForm 回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)
對(duì)于回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的多工步成型時(shí)，如果成型過程是變薄拉伸，可以適當(dāng)使用2D截面分析，進(jìn)行快速的方案驗(yàn)證以及迭代計(jì)算分析。
作為業(yè)界標(biāo)桿的通用非線性求解器，LS-DYNA在沖壓領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，以LS-DYNA為求解器的沖壓軟件眾多，業(yè)界比較出名的有DynaForm、JSTAMP、Fastamp等。但在鍛壓領(lǐng)域，以LS-DYNA為求解核心的應(yīng)用甚少，DynaForm5.9.4版本增加了對(duì)回轉(zhuǎn)體（或厚板）截面的2D分析，這種分析以往都是借助鍛壓軟件完成，比如DEFORM、SimuFact.Forming、Forge等，現(xiàn)在在DynaForm內(nèi)就可以輕松完成，對(duì)于一些厚板折彎或者回旋體結(jié)構(gòu)的多工步變薄成型具有很重要的應(yīng)用價(jià)值。
對(duì)于回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的多工步成型時(shí)，如果成型過程是變薄拉伸，這個(gè)時(shí)候使用殼單元進(jìn)行計(jì)算，往往計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的成型結(jié)果差異巨大，其根本原因就是殼單元虛擬的壁厚，不能很好地反應(yīng)實(shí)際的成型狀態(tài)，所以使用2D軸界面進(jìn)行分析，計(jì)算結(jié)果可能會(huì)更符合實(shí)際的成型結(jié)果。以下是具體的計(jì)算方法：
1、CAD模型處理。分析模型首先需要處理好與板材接觸的零部件，然后取截面，并保存為IGES格式。或者也可以直接畫截面的形狀。
圖1 CAD模型的處理
當(dāng)然，這個(gè)操作還是有點(diǎn)繁瑣，如果涉及到多工步，需要把多個(gè)工步都分別處理。需要注意的是，在輸出IGES時(shí)，需要Y軸向上輸出。因?yàn)槭墙孛妫越ㄗh按照Y軸向上的標(biāo)準(zhǔn)輸出，這樣設(shè)置時(shí)不會(huì)產(chǎn)生過多問題。
2、導(dǎo)入DynaForm，劃分網(wǎng)格，基本過程和殼單元分析的類似，在此不做詳細(xì)說明。
展開 回轉(zhuǎn)體網(wǎng)格狹長，決定計(jì)算時(shí)間增量步過小，但又不是分析重點(diǎn)，分析重點(diǎn)在圓柱部，怎么優(yōu)化
調(diào)直機(jī)原理
腳手架鋼管調(diào)直機(jī)又叫雙曲線輥矯直機(jī)，最早由蘇聯(lián)人設(shè)計(jì)，輥輪是雙曲線的回轉(zhuǎn)體，在軸線夾角合適的情況下，理論上能與鋼管完美貼合，通過幾組成對(duì)出現(xiàn)的輥輪碾壓，可以使彎管發(fā)生塑性變形，將其“捻”成直管。
雙曲線輥原理
在一些對(duì)管道直線度要求比較高的行業(yè)，可以用雙曲線輥矯直機(jī)來解決管道生產(chǎn)過程中的微小彎曲問題，比如一些油氣管道的生產(chǎn)，就需要用到它或者其他更先進(jìn)的調(diào)直機(jī)，因?yàn)橹本€度將直接影響管箍的加工、對(duì)接，以及管道工作狀態(tài)下的變形。
雙曲線輥矯直機(jī)
實(shí)際調(diào)直過程中，雙曲線輥和鋼管接觸起作用的區(qū)域是輥輪的中部和兩端。有的機(jī)器每個(gè)輥可以繞自身軸向旋轉(zhuǎn)，這種調(diào)直精度高，造價(jià)也比較高；有的機(jī)器所有輥同時(shí)繞一個(gè)公共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)直精度差，造價(jià)低廉，腳手架鋼管調(diào)直機(jī)上用的就是這種。
兩類雙曲線輥矯直機(jī)
本公眾號(hào)早期提供的案例中，其中一個(gè)就與雙曲線有關(guān)，在公眾號(hào)菜單欄的“福利區(qū)”可以找到inp文件下載。
棉簽的包絡(luò)面為雙曲線回轉(zhuǎn)體
由于雙曲線回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的一些特殊性質(zhì)，在很多現(xiàn)代建筑或工業(yè)冷卻塔上也能看到它的影子，這方面有機(jī)會(huì)再展開介紹。
雙曲線回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)
03. 鋼管調(diào)直的數(shù)值模擬與虛擬試驗(yàn)
腳手架鋼管材料為Q235鋼，材料描述定義為彈性+塑性+韌性損傷+損傷演化，在前4個(gè)分析中，使用Abaqus分析連續(xù)性技術(shù)將鋼管的材料狀態(tài)（應(yīng)力、應(yīng)變、損傷等）在Explicit和Standard之間傳遞，在開始時(shí)做一個(gè)具有較大塑性變形的彎管（有凹陷），最終用它來獲得一個(gè)包含前工序影響的調(diào)直管。
展開 閉式鍛造即無飛邊鍛造，一般只在回轉(zhuǎn)體類產(chǎn)品上應(yīng)用，如汽車變速箱齒輪、殼體、法蘭類產(chǎn)品等。閉式鍛造可以大幅提高材料利用率，提高模具壽命，同時(shí)可以取消切邊工序，降低生產(chǎn)成本，是鍛造生產(chǎn)的理想目標(biāo)。本文主要選取非回轉(zhuǎn)體類突緣（圖1）為研究對(duì)象，分析其閉式鍛造工藝，此工藝可以向同類產(chǎn)品推廣。
圖1 產(chǎn)品圖
開式鍛造工藝分析
鍛件圖設(shè)計(jì)
開式鍛造工藝的鍛件圖（圖2）外圓拔模斜度5°，分模線在外圓中間位置，鍛件重量5.63kg。
開式鍛造模具設(shè)計(jì)與工藝
圖2 鍛件圖(開式)
制定開式鍛造工藝流程為：加熱→鐓粗→預(yù)鍛→終鍛→切邊→沖孔→熱處理→表面清理。突緣的開式鍛造為常規(guī)設(shè)計(jì)，此處不做詳細(xì)介紹，鐓粗工序?yàn)樽杂社叴郑叴指叨?30mm；預(yù)鍛熱鍛件圖如圖3所示，設(shè)計(jì)在2500t鍛壓機(jī)上生產(chǎn)，預(yù)鍛飛邊厚度設(shè)計(jì)為4mm，終鍛飛邊厚度設(shè)計(jì)為3mm，采用切邊沖孔聯(lián)合模工藝，下料規(guī)格φ80mm×171mm，材料利用率83%，終鍛打擊力1878t，模具壽命7000件。
閉式鍛造工藝分析
鍛件圖設(shè)計(jì)
閉式鍛造工藝的鍛件圖（圖4）外圓拔模斜度2°，允許上邊緣充不滿R≤3mm，毛刺≤1mm，鍛件質(zhì)量5.55kg。
圖3 預(yù)鍛鍛件圖(開式)
圖4 鍛件圖(閉式)
閉式鍛造模具設(shè)計(jì)與工藝
閉式鍛造工藝最重要的是預(yù)鍛模具的設(shè)計(jì)，預(yù)鍛工步主要起到預(yù)成形和分料作用，按照以往經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，使用Forge軟件模擬發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鍛件充滿時(shí)鍛件兩側(cè)毛刺較高（圖5）。預(yù)鍛模具設(shè)計(jì)的合理，可以保證終鍛件充滿的同時(shí)不產(chǎn)生毛刺，非回轉(zhuǎn)體突緣形狀復(fù)雜，無法按照以往經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，必須對(duì)成形過程進(jìn)行分析，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)模具，才能實(shí)現(xiàn)閉式鍛造工藝。制定閉式鍛造工藝流程為：加熱→鐓粗→預(yù)鍛→終鍛→沖孔→熱處理→表面清理，這里詳細(xì)介紹預(yù)鍛模具設(shè)計(jì)過程。
展開 LS-DYNA作為業(yè)界標(biāo)桿的通用非線性求解器，在沖壓領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，以LS-DYNA為求解器的沖壓軟件就有多個(gè)，業(yè)界比較出名的比如DynaForm、JSTAMP、Fastamp等等，但是在鍛壓領(lǐng)域，以LS-DYNA為求解核心的應(yīng)用比較少，DynaForm5.9.4版本增加了對(duì)回轉(zhuǎn)體（或厚板）截面的2D分析，這種分析以前都是在鍛壓軟件內(nèi)完成的，比如DEFORM、SimuFact.Forming、Forge等，現(xiàn)在DynaForm內(nèi)就可以輕松 完成，對(duì)于一些厚板折彎或者回旋體結(jié)構(gòu)的多工步變薄成型都有很重要的參考價(jià)值；
對(duì)于回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，多工步成型時(shí)，如果成型過程又是變薄拉伸，這個(gè)時(shí)候使用殼單元進(jìn)行計(jì)算，往往計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的成型結(jié)果差異具體，其根本原因就是殼單元虛擬的壁厚，不能很好是反應(yīng)實(shí)際的成型狀態(tài)，所以使用2D軸界面進(jìn)行分析，計(jì)算結(jié)果可能會(huì)更符合實(shí)際的成型結(jié)果；
下面簡單的介紹一下具體的計(jì)算方法:
1 CAD模型處理
分析模型需要把與板材接觸的零部件處理好，然后取截面：保存為IGES格式；
或者直接畫截面的形狀：
如上圖所示，這個(gè)操作還是有點(diǎn)麻煩，如果涉及到多工步，需要把多個(gè)工步都處理出來；
需要注意事情，輸出IGES時(shí)，需要Y軸向上輸出，因?yàn)闀r(shí)截面，所以建議按照Y軸向上的標(biāo)準(zhǔn)輸出，這樣設(shè)置的時(shí)候不會(huì)有過多的問題；
2：導(dǎo)入DynaForm，劃分網(wǎng)格，基本過程和殼單元分析的類似，再次不做詳細(xì)說明“”
3.提交計(jì)算，由于是2D分析，計(jì)算過程很快，效率遠(yuǎn)高于完整曲面的殼單元的計(jì)算過程：
4.結(jié)果查閱：
厚度信息
成型極限圖
多工步分析：
多工步厚度：
多工步成型極限圖：
通過以上分析，假如回轉(zhuǎn)體材料各向異性差異不大，對(duì)于多工步變薄拉伸分析，筆者建議在使用殼單元整體分析的之外
展開 
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回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的最新內(nèi)容
1.2 基于ABAQUS-Python構(gòu)建程序
1.2.1 參數(shù)化建模
本文研究的橡膠-金屬襯套結(jié)構(gòu)為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，上下對(duì)稱，因此只需繪制1/4結(jié)構(gòu)，并通過鏡像的方法得到完整模型。圖2展示了繪制的1/4結(jié)構(gòu)。
圖2 橡膠-金屬襯套1/4結(jié)構(gòu)
結(jié)合表1中的數(shù)據(jù)，運(yùn)用幾何計(jì)算的方法，易得圖2中6個(gè)點(diǎn)和其他各點(diǎn)坐標(biāo)值。
其形狀一般為回轉(zhuǎn)體，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，方便與箱體焊接連接，邊緣比較薄，鍛造成形工藝性比較差，大型支座鍛件如圖1所示。
H型鋼柱薄壁鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的往復(fù)試驗(yàn)?zāi)M（H型鋼，薄壁結(jié)構(gòu)，鋼板剪力墻，滯回曲線，有限元模擬）
來源：e-works 特約撰稿人：王毅
關(guān)鍵字：DynaForm 回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)
對(duì)于回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的多工步成型時(shí)，如果成型過程是變薄拉伸，可以適當(dāng)使用2D截面分析，進(jìn)行快速的方案驗(yàn)證以及迭代計(jì)算分析。
業(yè)界比較出名的比如DynaForm、JSTAMP、Fastamp等等，但是在鍛壓領(lǐng)域，以LS-DYNA為求解核心的應(yīng)用比較少，DynaForm5.9.4版本增加了對(duì)回轉(zhuǎn)體（或厚板）截面的2D分析，這種分析以前都是在鍛壓軟件內(nèi)完成的，比如DEFORM、SimuFact.Forming、Forge等，現(xiàn)在DynaForm內(nèi)就可以輕松 完成，對(duì)于一些厚板折彎或者回旋體結(jié)構(gòu)的多工步變薄成型都有很重要的參考價(jià)值；
對(duì)于回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)
4軸、垂直于驅(qū)動(dòng)體/相對(duì)于驅(qū)動(dòng)體，應(yīng)用封閉區(qū)域比如回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，生成整周運(yùn)動(dòng)的刀路，可改變側(cè)傾角、前傾角等，該方法簡單方便。
側(cè)刃驅(qū)動(dòng)，利用刀具側(cè)刃傾斜切削斜側(cè)壁，指定側(cè)刃方向?yàn)橄蛏希康氖亲尩毒咦藨B(tài)朝上），如果側(cè)壁是直斜面，刀具姿態(tài)不變，側(cè)壁是曲面，刀具的加工過程姿態(tài)會(huì)變化，同時(shí)可以指定側(cè)傾角來繼續(xù)改變姿態(tài)，該方法相對(duì)靈活。
“
為了提高仿真工程師、高校師生實(shí)際工程能力，技術(shù)鄰特開展2021年ABAQUS系列直播課，我們甄選了四個(gè)熱門方向（巖土、二次開發(fā)、橡膠分析、混凝土）的基礎(chǔ)入門課，助力小伙伴們夯實(shí)有限元基礎(chǔ)。
第二期直播
棉簽的包絡(luò)面為雙曲線回轉(zhuǎn)體
由于雙曲線回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的一些特殊性質(zhì)，在很多現(xiàn)代建筑或工業(yè)冷卻塔上也能看到它的影子，這方面有機(jī)會(huì)再展開介紹。
雙曲線回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)
03.
夾具底部采用360度轉(zhuǎn)臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)艙體等回轉(zhuǎn)體類結(jié)構(gòu)件不同位置的旋轉(zhuǎn)和加工。
薄壁件外圓夾持示意
在艙體類零件的外圓與內(nèi)腔加工中，六爪或八爪卡盤特別設(shè)計(jì)適于薄壁件和易變形工件的多點(diǎn)夾持。
『點(diǎn)擊觀看直播回放』
在電子產(chǎn)品日新月異的今天，器件功耗越來越大，體積卻越來越小，使用環(huán)境也日趨惡劣。現(xiàn)在電子產(chǎn)品的使用壽命，是電子行業(yè)從業(yè)人員需要重點(diǎn)考慮的課題。在Ansys 收購電子產(chǎn)品可靠性分析軟件Sherlock后，以上問題都可以迎刃而解。然而實(shí)際電子產(chǎn)品的復(fù)雜性和條件不確定性，為準(zhǔn)確獲得系統(tǒng)電子產(chǎn)品可靠性帶來了極大難度。所以，熱仿真，機(jī)械仿真和可靠性物理學(xué)必須結(jié)合使用
