磨損建模
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
磨損建模的視頻教程
Abaqus滾珠軸承微動磨損分析建模
通過umeshmotion實現(xiàn)了滾珠軸承的微動磨損分析，并且結合ufield子程序實現(xiàn)了磨損量云圖的輸出。可以參考abaqus通過umeshmotion子程序模擬 － 技術鄰 (jishulink.com)和abaqus粗糙表面的微動磨損分析 － 技術鄰 (jishulink.com)
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磨損建模的實例教程
更具體地說，如果假設磨損率與滑動速度呈線性關系，則磨損系數(shù)K可以通過滑動速度進行換算。在本例中，滑動速度為2πN*R，其中N=100000轉/秒，R是距旋轉軸的距離。按2πN*R縮放K導致磨損率與滑動速度線性相關，而無需顯式建模滑動。假設所有點與旋轉軸的距離（R）都是恒定的，取為100mm（環(huán)中心與旋轉軸之間的距離）。
為了更準確地建模滑動速度，可以編程用戶定義的磨損模型（通過userwear子程序），該模型包括基于與旋轉軸的距離的滑動速度。
準備了三個示例輸入，以演示不同的磨損建模方法：
1. 一個接觸面上的磨損（非對稱接觸）
2. 兩個接觸表面的磨損（對稱接觸）
3. 用戶定義的磨損（用戶磨損子程序）
一個接觸面上的磨損（非對稱接觸）
不對稱接觸僅用于模擬半球形銅環(huán)的磨損。對于這種情況，接觸單元限定在銅環(huán)上，而目標單元限定在鋼環(huán)上。Archard磨損模型被定義為與接觸單元相關的材料。
使用TBDATA命令定義磨損的材料數(shù)據(jù)。銅環(huán)的磨損特性如下：
為了在載荷達到穩(wěn)定狀態(tài)后開始磨損，TB,wear與TBFIELD,TIME一起使用。該問題分兩個加載步進行模擬。在第一個加載中，壓力上升到所需水平，并且在該加載步中磨損不起作用。為了實現(xiàn)這一點，TB,WEAR定義如下：
在第二個加載步中，壓力保持恒定，磨損定義如下：
兩個接觸表面的磨損（對稱接觸）
為了模擬兩個環(huán)的磨損，對稱接觸定義與兩個接觸環(huán)上的接觸單元一起使用，并定義了銅環(huán)和鋼環(huán)的磨損特性。
銅環(huán)的磨損特性如上述不對稱示例所示。鋼環(huán)的磨損特性如下：
不同網(wǎng)格和材料之間的對稱接觸定義可能導致非光滑接觸壓力分布。
展開 介紹、
刀具磨損在加工操作中對經(jīng)濟有很大的影響同時也影響表面加工完整性。事實上，刀具磨損影響刀具壽命和最終產(chǎn)物中的殘余應力的質量。對于這些raisons對刀具的磨損很多調查都能在文獻[1-2-3]中找到。刀具在正交切削下的磨損模擬的開發(fā)要么是驗證磨損的機理。要么是在這些模擬中，研究人員往往會更好地理解刀具磨損的殘余應力對最終產(chǎn)物的影響[4]。在一些研究[5-6]的在一個子程序實現(xiàn)刀具磨損模型，是相對的像磨損和擴散特定的磨損機理磨損。因此，在本次調查中，具體機制被認為在很大程度上影響了磨損現(xiàn)象。事實上，刀具的磨損受幾個不同類材料的附著力、侵蝕、腐蝕、磨料和斷裂。在切割過程中，刀具幾何形狀的改變受刀具磨損的影響。此更新的刀具幾何形狀主要是參照，在數(shù)值仿真，通過該工具面節(jié)點的運動[7]。這個方法是使用一個特定的子程序的評估切削變量，如溫度，正常壓力，并且在正交切削模擬中每個節(jié)點工具滑動的距離。在這之后，其他子程序啟動征收節(jié)點的運動。
現(xiàn)有磨損模型可分為兩個類型：第一種是切削參數(shù)、刀具壽命型，這樣的泰勒公式，第二個是切割過程中的變量通常是基于一個或若干磨損機制[8]。這個模型無力的，因為，一方面，磨損現(xiàn)象被建模為不連續(xù)的現(xiàn)象的時間而不是真實的情況。在另一方面，它是在實施的的限制磨損機理，即磨損問題降低到1或2的磨損機制。
磨損接觸的現(xiàn)象說明了通過形成之間的關系微動系統(tǒng)碎片和摩擦中消耗的能量。這個耗能是更加可控制在接觸區(qū)中使用量方面[9]。這種方法是實驗性的，一個摩擦磨損試驗機，用于量化接觸力的值，然后將能量耗散因摩擦以及與它鏈接遺失的能量耗散在這個區(qū)域[10]。
由于這些原因，本文提出了一種新的的方法，它提供了不僅是一個全球性的建模磨損現(xiàn)象，而且還是兩個組合方面，正交的切割的配置中工具的磨損和在最終產(chǎn)物中的殘余應力的影響。
為了帶領這項研究中，提出的方法有三個不同的部分。
展開 磨損建模理論基礎</strong></p><p><strong>1.1 基本原理</strong></p><p>零件在接觸過程中，因摩擦、擠壓等因素會導致表面材料損耗，即磨損。Abaqus采用改良版的Archard磨損模型進行磨損量計算。其核心特點是：</p><p><span style="color: rgb(51, 112, 255);">? </span>模擬時僅在接觸層面考慮由磨損引起的節(jié)點位置偏移。</p><p><span style="color: rgb(51, 112, 255);">? </span>磨損不影響零件內(nèi)部單元的計算。</p><p><span style="color: rgb(51, 112, 255);">? </span>對于中小程度的磨損量，無需啟用ALE（任意拉格朗日-歐拉）自適應網(wǎng)格技術即可保證精度。</p><p>對于大磨損量（如磨損厚度接近網(wǎng)格單元尺寸）的模擬，可在 <strong>Abaqus/Explicit</strong> 中結合ALE自適應網(wǎng)格技術，使網(wǎng)格隨磨損后的形狀動態(tài)調整，從而保持計算精度。此外，軟件也支持通過特定方法高效模擬如軸承旋轉等數(shù)百萬次循環(huán)的磨損過程。
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磨損建模理論基礎</strong></p><p><strong>1.1 基本原理</strong></p><p>零件在接觸過程中，因摩擦、擠壓等因素會導致表面材料損耗，即磨損。Abaqus采用改良版的Archard磨損模型進行磨損量計算。
使用純拉格朗日接觸算法對磨損進行建模可能會導致收斂問題，因此不建議使用。
? 使用非常小的子步，以使磨損增量很小。大的磨損增量會突然改變接觸狀態(tài)并導致收斂困難。
? 通常，應該使用不對稱接觸來模擬接觸界面一側的磨損。但是，如果界面兩側需要磨損，則可以使用對稱接觸。
