磨損仿真分析的案例
workbench變溫變載工況下磨損仿真分析 ￥14
workbench變溫變載工況下磨損仿真分析
計算機仿真分析預(yù)測，將人造骨骼植入患者體內(nèi)，經(jīng)過數(shù)十年的磨損、沖擊后，到底會不會老化損壞
通過外科手術(shù)將人造骨骼植入人體內(nèi)，替代原來的生物骨骼，被認為是新科技帶了的醫(yī)療福音，但是，當這些人造骨骼在患者身體內(nèi)長期服役，受到持續(xù)十年以上的磨損、沖擊以后，它們會不會老化、變形，甚至損壞，這就不僅僅是一次外科手術(shù)的問題，通過工程仿真模擬技術(shù)，可以探尋這一問題的答案。比如，越來越多運動員由于長期勞損，需要植入人造髖關(guān)節(jié)，醫(yī)生和工程師們可以使用CAE工程仿真軟件，對從陶瓷到金屬合金的各種人造骨骼材料進行數(shù)字化仿真測試，分析預(yù)測包括磨損、沖擊和振動在內(nèi)的各種性能變化，并設(shè)計出最佳的個性化方案。
髖關(guān)節(jié)假體的機械應(yīng)力
仿真軟件已經(jīng)被越來越多用于各種醫(yī)療器械的設(shè)計開發(fā)，以確保醫(yī)療設(shè)備的安全使用，有助于提高醫(yī)療設(shè)備的可靠性，包括那些需要組裝的設(shè)備。
然而，對于涉及到人造髖關(guān)節(jié)的外科醫(yī)生來說，仿真可以集中在人造股骨頭和它所占據(jù)的腔體的微觀分離上。在長期連續(xù)使用時，該結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致沖擊，增加人造骨骼的磨損。
髖關(guān)節(jié)假肢極端負荷的仿真模擬測試
首先，人體骨骼的特點在于其形狀的復(fù)雜性和不規(guī)則性，難以用確切的數(shù)學方程進行描述，使用仿真軟件對骨骼和肌肉的三維幾何和材料參數(shù)進行數(shù)字化建模，研究包括在極端意外載荷下模擬人造骨骼的運動和受力。比如，模擬在9ms內(nèi)的瞬間，骨骼受到9千牛頓沖擊力后的影響。如果患者從一個很高的高度墜落，如一段樓梯，就會看到類似的負荷狀態(tài)。仿真計算結(jié)果，準確地預(yù)測了接觸區(qū)域和股骨頭與腔體的分離。
其次，仿真軟件能夠預(yù)測人造骨骼在意外事故中的變形和結(jié)構(gòu)損傷，這一結(jié)果可以用來優(yōu)化人造骨骼的設(shè)計結(jié)構(gòu)，增強其對抗意外負荷的抵抗力，保證其能夠長期在人體內(nèi)正常工作。
仿真技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊
過去幾十年，仿真軟件已經(jīng)證明了它在汽車、航空航天、能源和電子行業(yè)的巨大價值。
展開 ANSYS19.0磨損模型的結(jié)構(gòu)磨損分析 ￥9.9
ANSYS19.0磨損模型的結(jié)構(gòu)磨損分析
pdf教程+源文件
有無磨損對比
基于ABAQUS的AlN絕緣涂層磨損機理仿真研究
Bortoleto等[4]采用增強拉格朗日-歐拉（ALE）與Archard磨損模型結(jié)合的方法，分析了在銷-盤式摩擦試驗中，銷的干摩擦滑動磨損。Rezaei等[5]采用二維應(yīng)變有限元模型和Archard磨損模型，分析了軸承徑向滑動的磨損。張志宏等[6]采用Archard磨損模型，分析了槍管涂層的磨損量和磨損狀態(tài)的分布。李靜等[7]基于Archard磨損模型開發(fā)了用于自潤滑軸承磨損子程序，分析了自潤滑軸承在運行過程中襯套的長時間磨損情況。周旭等[8]基于軸承力學分析模型和Archard磨損模型，分析了軸承的磨損特性并提出了一種用于軸承磨損壽命的分析方法。B.Subramanian等[9]采用直流反應(yīng)磁控濺射法在低碳鋼上制備了氮化鋁涂層，通過環(huán)塊法摩擦磨損實驗分析了涂層的摩擦磨損性能。Lin等[10]采用非平衡磁控濺射法制備了CrN/AlN超晶格涂層，通過球盤式摩擦磨損實驗測試了涂層的耐磨性能，分析了分子層周期與涂層性能的關(guān)系。
本文采用Archard磨損模型與Johnson-Holmquist陶瓷損傷模型，基于ABAQUS構(gòu)建了有限元模型來模擬氮化鋁涂層的摩擦磨損。通過摩擦磨損實驗數(shù)據(jù)對模型進行修正，結(jié)合仿真與實驗結(jié)果分析了氮化鋁涂層的磨損去除機理，對以后的研究和生產(chǎn)應(yīng)用具有重要意義，對絕緣軸承技術(shù)的發(fā)展具有促進作用。
1 有限元模型
1.1 幾何模型
為了保證有限元分析的計算效率，對實驗進行了適當?shù)暮喕瑸榱吮阌谀Ｐ偷慕ⅲ瑢L動摩擦簡化為滑動摩擦，見圖1，為了減少運算時間，利用ABAQUS軟件僅建立了滾動體的1/8和涂層材料基體。滾動體材料為Gcr15軸承鋼，直徑為3 mm。氮化鋁材料尺寸20mm×20mm×2mm。按照摩擦磨損試驗臺的實際裝配情況，基體完全固定，滾動體只保留摩擦方向的自由度。
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Abaqus 磨損仿真：從原理到實戰(zhàn)指南 ￥9.9
高級建模策略：大量循環(huán)磨損</strong></p><p><strong>4.1 方法一：縮放磨損系數(shù) (Abaqus/Explicit)</strong></p><p>對于需要模擬大量物理循環(huán)（如數(shù)百萬次）的場景，可將<span style="background-color: rgb(239, 240, 241);">N</span>個物理循環(huán)合并為單個模擬循環(huán)。</p><p><span style="color: rgb(51, 112, 255);">? </span><strong>原理</strong>：在磨損系數(shù)中引入縮放因子<span style="background-color: rgb(239, 240, 241);">N</span>。即，在仿真中使用的磨損系數(shù)為實際系數(shù)乘以<span style="background-color: rgb(239, 240, 241);">N</span>。</p><p><span style="color: rgb(51, 112, 255);">? </span><strong>要求</strong>：需合理控制<span style="background-color: rgb(239, 240, 241);">N</span>的大小，以確保單個模擬循環(huán)內(nèi)局部接觸應(yīng)力分布變化不大，從而保證磨損積分精度。</p><p><strong>4.2 方法二：分析步循環(huán) (Abaqus/Standard)</strong></p><p>利用Abaqus/Standard的分析步循環(huán)功能，重復(fù)執(zhí)行某一分析步或分析步序列，直至滿足終止條件（如達到目標磨損量）。
展開 基于COMSOL軟件的摩擦磨損數(shù)值仿真 ￥1000
<p>本案例建立了一簡化軌道和半球體結(jié)構(gòu)，基于<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/comsol" rel="noopener noreferrer" target="_blank">COMSOL軟件</a>仿真了半球體結(jié)構(gòu)在軌道中往復(fù)移動過程中，對軌道的摩擦應(yīng)力以及對軌道的磨損量進行了計算，仿真結(jié)果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/deca87c7b6dd4068b89a69ae1a930016.gif" alt="Untitled1.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>軌道摩擦受到的應(yīng)力動態(tài)分布</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/53899b728aff47d1b153b6396e2c1308.gif" alt="Untitled2.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>軌道上凸起結(jié)構(gòu)的磨損量分布</strong></p><p>感興趣的朋友可下載模型源文件，歡迎交流合作</p><p><br></p>
展開 Deform 磨損仿真案例 ￥9.99
<p><strong>好久沒有更新DEFORM計算算例了，今天來更新一個磨損的仿真案例。磨損在各種加工過程中很常見，是零部件失效的一種基本類型，所以我們要盡可能的避免這個問題。</strong></p><p><br></p><p><strong>下面就通過有限元仿真的方法來了解壓縮過程中的模具磨損情況。</strong></p><p><br></p><p><strong>1、首先新建一個3D問題，并命名為Toolwear</strong></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202103/imgs/46f2fb4e2e8347438cdfda97d86e10fa"></p><p><br></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202103/imgs/2822f87820524cc98aca1cbb0ab22b2a"></p><p><br></p><p><br></p><p><strong>2、進入前處理界面之后，勾選Heat transfer，因為要考慮坯料與模具摩擦生熱的情況。
展開 ANSYS摩擦磨損仿真 ￥49
磨損量統(tǒng)計
金屬切削過程刀具磨損仿真
目前已經(jīng)完成金屬切削過程中的刀具磨損仿真，通過ABAQUS實現(xiàn)，具體流程的程序可以聯(lián)系QQ2014815906
MARC進行磨損仿真
采用MARC軟件進行磨損計算，磨損計算基于Archard模型。軟件的基本操作及相關(guān)理論背景可自行查閱相關(guān)資料，本例僅介紹關(guān)鍵建模步驟。模型僅為演示作用，具體參數(shù)及網(wǎng)格劃分尺寸為隨意選定。
進行磨損計算時，兩個關(guān)鍵參數(shù)分別為磨損系數(shù)K和循環(huán)次數(shù)DN。進行磨損計算時，若對每個循環(huán)進行計算，將帶來巨大計算量，因此通常假設(shè)一定的循環(huán)次數(shù)內(nèi)接觸應(yīng)力和相對滑移保持不變，即以一次循環(huán)計算結(jié)果代表DN次循環(huán)計算結(jié)果。
計算案例如下圖，在接觸載荷Fp的作用下，紅色滑塊在藍色平板上作往復(fù)移動。
磨損計算關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置如下
1磨損系數(shù)設(shè)置
2循環(huán)次數(shù)DN設(shè)置
磨損過程中磨損深度變化動畫如下
磨損前后滑塊對比圖如下
提供網(wǎng)格文件及命令流文件供學習參考。
EX3.zip
展開 基于COMSOL軟件仿真輪胎磨損 ￥800
本案例基于COMSOL軟件仿真了輪胎運動過程中的受力及磨損量，磨損模型采用經(jīng)典的Archard模型，輪胎與地面接觸面為磨損面，磨損量與接觸壓力、摩擦系數(shù)、相對滑動速度與磨損系數(shù)有關(guān)。仿真結(jié)果展示如下：
車輪應(yīng)力分布云圖
車輪與地面接觸磨損量的變化
感興趣的朋友，可下載模型源文件，進行交流。
刀具磨損仿真核心技術(shù)簡介
切削加工中的刀具損壞會造成工件報廢，同時也會極大的降低刀具的使用效率、增加生產(chǎn)成本，因此如何準確地預(yù)報刀具的磨損對于企業(yè)的成本控制和效率提升都具有重要的指導(dǎo)意義。
刀具磨損預(yù)測方法主要有三種：經(jīng)驗公式、解析法和數(shù)值模擬。
目前主要是利用刀具耐用度的經(jīng)驗公式，但是這些公式的應(yīng)用范圍有限，如果切削加工中的某些工況，如刀具角度、工件材料和切削方式等發(fā)生變化，則公式中的系數(shù)就不再適用，必需通過大量切削試驗重新確定，因此該種方法難以適應(yīng)目前高速切削技術(shù)及新材料的快速發(fā)展；
解析法需要用到刀具應(yīng)力、刀具溫度、切屑速度、切屑寬度等物理量，而這些物理量的準確值難以獲取且結(jié)果與實際存在一定的偏差，因此限制了該種方法在刀具磨損預(yù)測中的應(yīng)用；刀具的磨損是復(fù)雜的彈塑性變形動態(tài)過程，利用傳統(tǒng)的經(jīng)驗公式和解析方法已經(jīng)很難對刀具磨損機理進行定 量的分析和研究。
隨著計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，通過有限元方法模擬刀具的磨損已經(jīng)成為可能，并且仿真結(jié)果具有直觀、形象的優(yōu)點，這些為刀具磨損機理的研究及刀具結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供了理論依據(jù)，下面我們就刀具磨損仿真的相關(guān)技術(shù)進行個簡單介紹，僅供大家參考，歡迎交流。
1.刀具磨損模型
刀具磨損模型主要描述的是刀具體積損失率與切削面溫度、相對滑動速度 、接觸壓力以及切削工況參數(shù)之間的關(guān)系。常用磨損模型有兩種，分別是Archard 模型和Usui模型。
1）Archard 模型主要適用于硬質(zhì)材料相對與軟質(zhì)材料摩擦過程中軟質(zhì)材料的磨損狀況分析，如機床導(dǎo)軌的磨損分析、曲軸軸頸的磨損分析等，具體模型如下:
式中：p 為正壓力，v 為工件材料相對于刀具的滑動速度，H 為刀具材料的硬度，a、b、c、K 為實驗修正系數(shù)。
展開 考慮摩擦生熱時的磨損有限元仿真 ￥100
本例為上一例的延續(xù)，在進行磨損仿真時，考慮摩擦產(chǎn)熱及摩擦系數(shù)、磨損系數(shù)隨溫度的變化，需進行熱/結(jié)構(gòu)仿真，可拓展應(yīng)用于剎車制動等領(lǐng)域。
本例所設(shè)置摩擦系數(shù)隨溫度變化曲線如下
磨損系數(shù)隨溫度變化曲線如下
磨損深度變化動畫如下
滑塊溫度變化動畫如下，可見在接觸位置由于摩擦不斷產(chǎn)生熱量，由接觸位置逐漸向其他位置擴散。
使用MSC.MARC的磨損仿真實例
該模型是一個鎖機構(gòu)，指型鎖在上鎖和開鎖的過程中與基座之間會產(chǎn)生磨損。如下圖所示，與地面固連的是基座，上下運動的是指型鎖。鎖的表面會和基座在相對運動中產(chǎn)生磨損。
本文將講述如何使用MSC.MARC實現(xiàn)對該磨損的有限元仿真，最后將輸出指型鎖的磨損量wear index。
由于該卡爪鎖是軸對稱的，所以只取其中一個指進行計算仿真。
Marc使用的磨損本構(gòu)模型是Archard磨損計算模型，本構(gòu)方程如下：
V=KNL/H
此時，式子中的K即為磨損系數(shù)。
通常，K的大小表示的是一個材料在磨損過程中產(chǎn)生磨粒的概率。并且各種不同材料構(gòu)成的摩擦副所對應(yīng)的K差別巨大，并且可以知道材料的磨損與摩擦形成和法向壓力成正比，與材料的硬度成反比。此式就是Archard的磨損模型，式中認為與摩擦副產(chǎn)生磨損有關(guān)的因素是法向壓力、摩擦的距離和材料硬度，但是在磨損的過程中，還有其他因素的影響，即使相同材料的磨損在不同的情況下，磨損系數(shù)也會有很大的差異，所以磨損系數(shù)K的物理意義其實是排除了前三個磨損因素外的所有影響磨損的因素的集合，代表了一個摩擦副可能發(fā)生磨損概率的大小，所以，磨損系數(shù)不易確定，并且變動的范圍很大，因此，對于特定的工作工況，如此次的指型鎖卡住脫開實驗，應(yīng)該根據(jù)本實驗來確定機構(gòu)的磨損系數(shù)，即在使用有限元仿真的過程中，確定磨損系數(shù)是保證整個運算結(jié)果是否準確的關(guān)鍵。在理想條件下，研究者在理想條件下測的了一些金屬接觸的實驗數(shù)據(jù)，可供設(shè)置系數(shù)時參考，如下表所示。
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幫指導(dǎo)abaqus仿真磨損相關(guān)問題，有償
