回轉體結構的案例
基于DynaForm的多工步回旋體沖壓件2D截面分析
來源：e-works 特約撰稿人：王毅
關鍵字：DynaForm 回轉體結構
對于回轉體結構的多工步成型時，如果成型過程是變薄拉伸，可以適當使用2D截面分析，進行快速的方案驗證以及迭代計算分析。
作為業界標桿的通用非線性求解器，LS-DYNA在沖壓領域應用廣泛，以LS-DYNA為求解器的沖壓軟件眾多，業界比較出名的有DynaForm、JSTAMP、Fastamp等。但在鍛壓領域，以LS-DYNA為求解核心的應用甚少，DynaForm5.9.4版本增加了對回轉體（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，現在在DynaForm內就可以輕松完成，對于一些厚板折彎或者回旋體結構的多工步變薄成型具有很重要的應用價值。
對于回轉體結構的多工步成型時，如果成型過程是變薄拉伸，這個時候使用殼單元進行計算，往往計算結果與實際的成型結果差異巨大，其根本原因就是殼單元虛擬的壁厚，不能很好地反應實際的成型狀態，所以使用2D軸界面進行分析，計算結果可能會更符合實際的成型結果。以下是具體的計算方法：
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?；蛘咭部梢灾苯赢嫿孛娴男螤?。
圖1 CAD模型的處理
當然，這個操作還是有點繁瑣，如果涉及到多工步，需要把多個工步都分別處理。需要注意的是，在輸出IGES時，需要Y軸向上輸出。因為是截面，所以建議按照Y軸向上的標準輸出，這樣設置時不會產生過多問題。
2、導入DynaForm，劃分網格，基本過程和殼單元分析的類似，在此不做詳細說明。
展開 回轉體的網格優化問題
回轉體網格狹長，決定計算時間增量步過小，但又不是分析重點，分析重點在圓柱部，怎么優化
【隱式顯式切換】Abaqus雙曲線輥矯直機
調直機原理
腳手架鋼管調直機又叫雙曲線輥矯直機，最早由蘇聯人設計，輥輪是雙曲線的回轉體，在軸線夾角合適的情況下，理論上能與鋼管完美貼合，通過幾組成對出現的輥輪碾壓，可以使彎管發生塑性變形，將其“捻”成直管。
雙曲線輥原理
在一些對管道直線度要求比較高的行業，可以用雙曲線輥矯直機來解決管道生產過程中的微小彎曲問題，比如一些油氣管道的生產，就需要用到它或者其他更先進的調直機，因為直線度將直接影響管箍的加工、對接，以及管道工作狀態下的變形。
雙曲線輥矯直機
實際調直過程中，雙曲線輥和鋼管接觸起作用的區域是輥輪的中部和兩端。有的機器每個輥可以繞自身軸向旋轉，這種調直精度高，造價也比較高；有的機器所有輥同時繞一個公共軸轉動，調直精度差，造價低廉，腳手架鋼管調直機上用的就是這種。
兩類雙曲線輥矯直機
本公眾號早期提供的案例中，其中一個就與雙曲線有關，在公眾號菜單欄的“福利區”可以找到inp文件下載。
棉簽的包絡面為雙曲線回轉體
由于雙曲線回轉體結構的一些特殊性質，在很多現代建筑或工業冷卻塔上也能看到它的影子，這方面有機會再展開介紹。
雙曲線回轉體結構
03. 鋼管調直的數值模擬與虛擬試驗
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個分析中，使用Abaqus分析連續性技術將鋼管的材料狀態（應力、應變、損傷等）在Explicit和Standard之間傳遞，在開始時做一個具有較大塑性變形的彎管（有凹陷），最終用它來獲得一個包含前工序影響的調直管。
展開 淺析非回轉體類鍛件的閉式鍛造工藝
閉式鍛造即無飛邊鍛造，一般只在回轉體類產品上應用，如汽車變速箱齒輪、殼體、法蘭類產品等。閉式鍛造可以大幅提高材料利用率，提高模具壽命，同時可以取消切邊工序，降低生產成本，是鍛造生產的理想目標。本文主要選取非回轉體類突緣（圖1）為研究對象，分析其閉式鍛造工藝，此工藝可以向同類產品推廣。
圖1 產品圖
開式鍛造工藝分析
鍛件圖設計
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。
開式鍛造模具設計與工藝
圖2 鍛件圖(開式)
制定開式鍛造工藝流程為：加熱→鐓粗→預鍛→終鍛→切邊→沖孔→熱處理→表面清理。突緣的開式鍛造為常規設計，此處不做詳細介紹，鐓粗工序為自由鐓粗，鐓粗高度130mm；預鍛熱鍛件圖如圖3所示，設計在2500t鍛壓機上生產，預鍛飛邊厚度設計為4mm，終鍛飛邊厚度設計為3mm，采用切邊沖孔聯合模工藝，下料規格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
鍛件圖設計
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，鍛件質量5.55kg。
圖3 預鍛鍛件圖(開式)
圖4 鍛件圖(閉式)
閉式鍛造模具設計與工藝
閉式鍛造工藝最重要的是預鍛模具的設計，預鍛工步主要起到預成形和分料作用，按照以往經驗設計，使用Forge軟件模擬發現，當鍛件充滿時鍛件兩側毛刺較高（圖5）。預鍛模具設計的合理，可以保證終鍛件充滿的同時不產生毛刺，非回轉體突緣形狀復雜，無法按照以往經驗設計，必須對成形過程進行分析，科學合理的設計模具，才能實現閉式鍛造工藝。制定閉式鍛造工藝流程為：加熱→鐓粗→預鍛→終鍛→沖孔→熱處理→表面清理，這里詳細介紹預鍛模具設計過程。
展開 
基于DynaForm的多工步回旋體沖壓件2D截面分析
LS-DYNA作為業界標桿的通用非線性求解器，在沖壓領域應用廣泛，以LS-DYNA為求解器的沖壓軟件就有多個，業界比較出名的比如DynaForm、JSTAMP、Fastamp等等，但是在鍛壓領域，以LS-DYNA為求解核心的應用比較少，DynaForm5.9.4版本增加了對回轉體（或厚板）截面的2D分析，這種分析以前都是在鍛壓軟件內完成的，比如DEFORM、SimuFact.Forming、Forge等，現在DynaForm內就可以輕松 完成，對于一些厚板折彎或者回旋體結構的多工步變薄成型都有很重要的參考價值；
對于回轉體結構，多工步成型時，如果成型過程又是變薄拉伸，這個時候使用殼單元進行計算，往往計算結果與實際的成型結果差異具體，其根本原因就是殼單元虛擬的壁厚，不能很好是反應實際的成型狀態，所以使用2D軸界面進行分析，計算結果可能會更符合實際的成型結果；
下面簡單的介紹一下具體的計算方法:
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，這個操作還是有點麻煩，如果涉及到多工步，需要把多個工步都處理出來；
需要注意事情，輸出IGES時，需要Y軸向上輸出，因為時截面，所以建議按照Y軸向上的標準輸出，這樣設置的時候不會有過多的問題；
2：導入DynaForm，劃分網格，基本過程和殼單元分析的類似，再次不做詳細說明“”
3.提交計算，由于是2D分析，計算過程很快，效率遠高于完整曲面的殼單元的計算過程：
4.結果查閱：
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，假如回轉體材料各向異性差異不大，對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 鍛壓仿真系列講座-Deform2D分析注意事項
在對稱件或者板材類 分析時，如果特征小細小就會有很多的網格，計算效率很慢，這時如果采用2D進行一個截面的分析，網格數目就會減少，分析效率大幅提升，Deform支持2D的回轉體結構和板材類截面的2D分析，下面就設置的過程和注意事項詳細的說明一下：
1：2D曲線的處理方法及注意事項
2D分析比較繁瑣的就是分析所需截面的曲線的處理，說實話現在都是3D模型了，而Deform目前不支持直接將3D的截面提取出來，所以沒法子，只能一條條的手動做好了，保存成DXF或者IGES；這個過程沒有取巧的地方，
注意：最好在一個草圖內完成，還有坐標系下，也就是說所以的曲線都是在一個面上的，如果不是一個面就慘了；所有的IGES曲線保存到一個文件就可以了，Deform調入的時候允許手動的選取需要的曲線；
2：新建案例，調入曲線，進行設置
Deform2D的設置方式和3D的基本一致，這里不再一一的詳細說明，所有的流程和操作方式都是一樣的，只是一個是3D模型一個是2D的曲線；不過在調入曲面時需要注意以下事項：
A：曲線的選擇
調入曲線后，如果存在多條曲線，需要選擇當前工具所需要的線條，然后點KEEP，如果選錯了，就點Restore，重新選擇；
B：曲線的封閉性
曲線所代表的模具，最好是封閉的，而且一個模面最好是一條封閉曲線，但是有時候Deform2D導入曲線后，一個封閉曲線被打散了，這個時候就需要進行縫合；
在選擇了正確的線條后，全部選中，點Merge；（注意，端點需要重合的線，分離的不行）
C：曲線的作用方向：（這個非常重要，如果和workpiece接觸后不起作用，就是這個問題）
如下圖所示：曲線的陰影部分向內，如果向外了，曲線就不起作用了，如果陰影部分向外，則需要點Reverse GEO予以翻轉；
展開 五軸編程的全面總結
遠離直線，應用開放的區域面或回轉面，每條刀路上刀具的姿態都有一個方向變化，刀具姿態指向一條直線，配合加工方向的改變，生成刀路。如有工件干涉，該方法會有局限。
遠離點，最好應用封閉的區域，每條刀路上刀具的姿態有兩個方向的變化，而且姿態變化大，該方法會有局限。
垂直驅動體，會根據選擇的區域面的情況，生成刀具會時刻垂直區域面的姿態的刀路，如果是直斜面，刀具姿態固定且刀路整齊，如果是曲面，刀具姿態隨時會變化，且不能指定側傾角，如果刀具與工件結構發生干涉，無法調整刀具姿態，該方法會有局限。
相對于驅動體，比垂直驅動體更靈活，如果加工面是曲面，刀具加工過程中的姿態會隨時變化，并且可以指定側傾角，如果刀具和工件結構有干涉，可以調整側傾角避開，該方法相對靈活。
4軸、垂直于驅動體/相對于驅動體，應用封閉區域比如回轉體結構，生成整周運動的刀路，可改變側傾角、前傾角等，該方法簡單方便。
側刃驅動，利用刀具側刃傾斜切削斜側壁，指定側刃方向為向上（目的是讓刀具姿態朝上），如果側壁是直斜面，刀具姿態不變，側壁是曲面，刀具的加工過程姿態會變化，同時可以指定側傾角來繼續改變姿態，該方法相對靈活。
外型輪廓銑，用來銑削斜直壁，利用已知底面，自動找出要加工的斜壁。不能銑曲面（銑曲面用側刃驅動），與側刃驅動很像，生成的是類似平面銑的單條刀路，但可以利用變換出多條刀路。
最后，多軸編程主要根據工件表面結構和加工要求，配合五軸機床型號，避開與工件干涉、優化刀具姿態，合理生成加工刀路。編程本身不難掌握，只是加工工藝要求高。
展開 你不知道的CAE小常識（六）
采用ANSYS程序對復合材料進行剛強度分析的步驟如下：
（1） 建立結構的幾何模型
由于復合材料分析單元一般都是六面體單元，因此，在建立幾何時要特別考慮到網格劃分的方便。
（2） 建立材料模型
根據復合材料材料參數建立單向復合材料材料模型，我所采用的是碳纖維增強復合材料，有兩種建立方法。
a. 若選擇單元為各向異性單元，則根據單向復合材料的剛度矩陣或柔度矩陣建立各向異性材料模型；
b. 若選擇層合單元，則可以建立相關的材料模型，如單向復合材料則可以建立正交各向異性材料模型
（3） 選擇單元類型并設置相關屬性
根據結構特征和計算要求，選擇不同的單元類型并設置單元屬性（各種單元的選擇依據請參考概述篇或ANSYS幫助文件）
（4） 網格劃分
在建立的幾何實體上進行網格劃分，對于復合材料，選擇六面體三維實體單元，定義單元屬性，分別指定不同的材料屬性，并保證材料坐標一致，運用有限元網格生成器進行網格劃分。
（5） 定義邊界條件
根據實際情況定義邊界條件。
（6） 分析設定并提交計算
設定分析類型及相關一些參數
（7） 結果后處理
復合材料結構的分析結果在進行后處理時，非常重要的一點是選擇合適的并與計算時所用的坐標一致的結果坐標系，如對于回轉體結構選擇計算時的柱坐標。另外，對于用各向異性單元（Solid64）來模擬的計算結果在結果處理時必須保證應力應變關系的一致，主要是在不同種復合材料層間或者同一種復合材料不同鋪層方向的層之間界面的應力應變情況，ANSYS后處理中所得到的結果不完全是正確的，應該根據法向應力聯系，面內應變連續的準則來進行處理
歡迎關注weixin公眾號：DR有限元仿真
展開 Ansys復合材料結構分析總結（分析篇）
（6） 分析設定并提交計算
設定分析類型及相關一些參數
（7） 結果后處理
復合材料結構的分析結果在進行后處理時，非常重要的一點是選擇合適的并與計算時所用的坐標一致的結果坐標系，如對于回轉體結構選擇計算時的柱坐標。另外，對于用各向異性單元（Solid64）來模擬的計算結果在結果處理時必須保證應力應變關系的一致，主要是在不同種復合材料層間或者同一種復合材料不同鋪層方向的層之間界面的應力應變情況，ANSYS后處理中所得到的結果不完全是正確的，應該根據法向應力聯系，面內應變連續的準則來進行處理。
想學習更多的知識，請聯系我們！
微信公眾號：名稱：“DR有限元”
號碼：“hello_cae”
展開 abaqus鋼結構框架滯回曲線 ￥10
abaqus鋼結構框架滯回曲線，采用靜力分析步 材料彈塑性 斷裂損傷模型
各位混凝土結構滯回曲線很難有捏龍效應，木結構卻很容易，說明本構模型也是很重要啊
各位混凝土結構滯回曲線很難有捏龍效應，木結構卻很容易，說明本構模型也是很重要啊
ANSYS知識普及12——如何分析復合材料（3）（ANSYS專家編輯，非原創，歡迎轉摘）
（6） 分析設定并提交計算
設定分析類型及相關一些參數
（7） 結果后處理
復合材料結構的分析結果在進行后處理時，非常重要的一點是選擇合適的并與計算時所用的坐標一致的結果坐標系，如對于回轉體結構選擇計算時的柱坐標。另外，對于用各向異性單元（Solid64）來模擬的計算結果在結果處理時必須保證應力應變關系的一致，主要是在不同種復合材料層間或者同一種復合材料不同鋪層方向的層之間界面的應力應變情況，ANSYS后處理中所得到的結果不完全是正確的，應該根據法向應力聯系，面內應變連續的準則來進行處理。
本次復合材料的帖子合集已做成word文檔，可以下載，地址為
http://www.yqgqt.org.cn/content/doc/285115
另外有本學習ANSYS復合材料的操作過程文檔，可以下載，地址為
http://www.yqgqt.org.cn/content/doc/285116
后續有時間出個利用ＡＷＢ分析復合材料的技術貼（ACP），敬請期待，＾＿＾
展開 H型鋼柱薄壁鋼板剪力墻結構的往復試驗模擬（H型鋼，薄壁結構，鋼板剪力墻，滯回曲線，有限元模擬）
H型鋼柱薄壁鋼板剪力墻結構的往復試驗模擬（H型鋼，薄壁結構，鋼板剪力墻，滯回曲線，有限元模擬）
【Ansys線上直播回看】Ansys在電池包結構仿真方案中的應用
此次網絡直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網絡直播錄播內容，供大家回看學習。
▼▼▼2020 Ansys網絡研討會有獎反饋 - 可免費獲取本場錄播和講解資料，參與者均可獲得千元培訓券及技術鄰金幣獎勵！
▼▼▼“更多Ansys近期專題研討會” - 歡迎掃碼報名參加！
『或點擊此處進入報名通道』
立即提交作品參加Ansys“仿真的藝術”圖片作品大賽
為紀念公司成立50周年，Ansys于近期推出全新“仿真的藝術”圖片作品大賽，讓您有機會充分發揮自身超強的建模能力，開展巧奪天工的設計，并展示您精彩的作品。歡迎提交采用Ansys仿真解決方案制作的設計作品，可選擇的參賽仿真設計主題有16類，涵蓋主要物理領域和新興技術。
『或點擊此處進入報名通道』
展開 基于abaqus的預制裝配式部分鋼骨混凝土結構滯回分析 ￥100
<p>預制裝配式部分鋼骨混凝土結構作為一種新型的結構形式，在有限元模擬分析方面的成果較少，為了研究預制裝配式部分鋼骨混凝土框架梁柱節點的力學性能，以滿足工程設計中的抗震要求，采用非線性有限元軟件Abaqus建立實體模型對低周往復荷載作用下抗震性能進行數值分析，并將利用本人在前面推出的滯回分析的小軟件從滯回曲線、骨架曲線、極限荷載、延性系數及耗能能力、和剛度退化等多方面進行了比較分析。</p><p>后面的滯回曲線并沒有引用子程序。附件中為該節點的cae模型。</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/201905/3a65f26c6164487f96f8ae07df2a3c0b.jpg" title="2019-05-07_094201.jpg" alt="2019-05-07_094201.jpg" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201905/3a65f26c6164487f96f8ae07df2a3c0b.jpg?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/201905/3a65f26c6164487f96f8ae07df2a3c0b.jpg?
展開 