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下載地址：abaqus三維筒體過渡網(wǎng)格劃分

1、 引言本教學(xué)聚焦于金屬切削加工領(lǐng)域，通過 Abaqus 有限元分析軟件開展三維切削過程仿真建模實(shí)踐教學(xué)。

工件采用六面體結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格，工件網(wǎng)格為26250個(gè)單元，工件網(wǎng)格類型為C3D8RT。劃分網(wǎng)格后的刀具和工件分別如圖2、圖3所示。圖2　刀具網(wǎng)格圖3　工件網(wǎng)格2.5 模型求解采用ABAQUS/Explicit進(jìn)行模型計(jì)算，分析步的類型選擇動(dòng)態(tài)顯式熱-力耦合分析步。計(jì)算完成后可以通過ABAQUS后處理模塊進(jìn)行結(jié)果的查看和分析。

工件采用六面體結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格，工件網(wǎng)格為26250個(gè)單元，工件網(wǎng)格類型為C3D8RT。劃分網(wǎng)格后的刀具和工件分別如圖2、圖3所示。圖2　刀具網(wǎng)格圖3　工件網(wǎng)格2.5 模型求解采用ABAQUS/Explicit進(jìn)行模型計(jì)算，分析步的類型選擇動(dòng)態(tài)顯式熱-力耦合分析步。計(jì)算完成后可以通過ABAQUS后處理模塊進(jìn)行結(jié)果的查看和分析。

普通單元在模擬此類材料響應(yīng)時(shí)（除平面應(yīng)力問題外），單元中應(yīng)力不確定，而雜交單元可有效解決該問題。2 三維實(shí)體單元選擇策略2.1 基本選擇原則在選擇三維實(shí)體單元時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則： 幾何形狀優(yōu)先原則：對于三維區(qū)域，盡可能采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分技術(shù)或掃掠網(wǎng)格劃分技術(shù)，從而得到六面體 (Hex) 單元網(wǎng)格，減小計(jì)算代價(jià)，提高計(jì)算精度。

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生3、與切削工藝相關(guān)的工程師你會得到什么：1、掌握三維模型的繪制2、掌握熱結(jié)構(gòu)耦合顯示動(dòng)力學(xué)分析相關(guān)的材料參數(shù)設(shè)置3、理解動(dòng)力學(xué)分析步的建立4、學(xué)習(xí)切削相關(guān)的相互關(guān)系的設(shè)置5、了解顯示動(dòng)力學(xué)網(wǎng)格的劃分6、學(xué)習(xí)結(jié)果后處理的查看與對比案例介紹：所使用軟件為ABAQUS2018

有限元仿真模型的可靠性和有效性很大程度取決于仿真方法、本構(gòu)模型、摩擦模型和損傷模型對網(wǎng)格單元、材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為、刀具-切屑-工件接觸過程和切屑的形成機(jī)制描述的準(zhǔn)確性。建立更符合真實(shí)切削情況的有限元仿真模型，可以為優(yōu)化切削過程變量和工藝參數(shù)提供參考。因此，針對不同材料和加工方式，對宏觀和微觀過程變量和材料去除機(jī)制預(yù)測的有限元仿真進(jìn)展進(jìn)行了綜述，如圖1所示。

圖3 1+6鋼絲繩軸向網(wǎng)格模型 通過上述網(wǎng)格劃分策略獲得的網(wǎng)格模型不僅在1+6鋼絲繩內(nèi)部中心絲和側(cè)絲接觸線上準(zhǔn)確生成節(jié)點(diǎn)且接觸線位置的網(wǎng)格得到細(xì)化，鋼絲繩軸向中間段的網(wǎng)格也進(jìn)行了精細(xì)劃分，因此通過ANSYS軟件計(jì)算得到的鋼絲繩中間段和接觸線上的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。而鋼絲繩兩端面受邊界效應(yīng)影響較大，選擇較為稀疏的網(wǎng)格密度劃分，在不影響求解精度的前提下縮短了求解時(shí)間。

形狀規(guī)則，創(chuàng)建六面體網(wǎng)格，為節(jié)約計(jì)算時(shí)間，利用分割工具與局部種子撒點(diǎn)工具將可能被切削位置網(wǎng)格劃分細(xì)密一些，并將這部分網(wǎng)格創(chuàng)建出一個(gè)結(jié)點(diǎn)集。

關(guān)鍵詞：點(diǎn)云;銑削加工;動(dòng)態(tài)仿真;0 引言加工仿真技術(shù)的基本原理是模擬數(shù)控加工環(huán)境建立計(jì)算機(jī)仿真模型，在該模型下運(yùn)行加工程序以檢驗(yàn)產(chǎn)品是否正確合格[1]。在進(jìn)行切削仿真時(shí)，對坯件建模的常用方式有表面網(wǎng)格法和體素填充。體素是描述三維物體的最小單元，每個(gè)體素都可設(shè)置位置、質(zhì)量、顏色等屬性，加工仿真研究中常用點(diǎn)云形式、八叉樹結(jié)構(gòu)等表示及處理體素模型，有利于快速進(jìn)行質(zhì)量體積等幾何運(yùn)算。

一、創(chuàng)建仿真模型 本教程采用abaqus中CEL（耦合的歐拉-拉格朗日）方法對鈦合金（Ti6AL4V）的銑削過程進(jìn)行仿真，通過仿真結(jié)果可以提取刀具受力及溫度變化，并直觀的觀察到切屑的生成過程。模型建模均在ABAQUS CAE中完成，通過調(diào)整尺寸參數(shù)可方便的對模型進(jìn)行修改。附件中會提供CAE源文件。