磨損建模的案例
案例43-接觸表面磨損模擬
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的磨損。對于這種情況，接觸單元限定在銅環上，而目標單元限定在鋼環上。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據。銅環的磨損特性如下：
為了在載荷達到穩定狀態后開始磨損，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）
為了模擬兩個環的磨損，對稱接觸定義與兩個接觸環上的接觸單元一起使用，并定義了銅環和鋼環的磨損特性。
銅環的磨損特性如上述不對稱示例所示。鋼環的磨損特性如下：
不同網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物的影響[4]。在一些研究[5-6]的在一個子程序實現刀具磨損模型，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，在數值仿真，通過該工具面節點的運動[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點工具滑動的距離。在這之后，其他子程序啟動征收節點的運動。
現有磨損模型可分為兩個類型：第一種是切削參數、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，磨損現象被建模為不連續的現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。
磨損接觸的現象說明了通過形成之間的關系微動系統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。
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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。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點位置偏移。</p><p><span style="color: rgb(51, 112, 255);">? </span>磨損不影響零件內部單元的計算。</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（如磨損厚度接近網格單元尺寸）的模擬，可在 <strong>Abaqus/Explicit</strong> 中結合ALE自適應網格技術，使網格隨磨損后的形狀動態調整，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百萬次循環的磨損過程。
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