基于ABAQUS的板材沖壓仿真及回彈分析ppt課件

1、基于ABAQUS的板材沖壓仿真及回彈分析,華南理工大學模具研究室,主要內(nèi)容,一、ABAQUS概述 What is ABAQUS? ABAQUS有限元軟件的功能 ABAQUS/CAE的優(yōu)勢 ABAQUS/CAE的基本流程 二、典型實例講解 葉片板沖壓回彈 Springback of two-dimensional draw bending（二維彎曲回彈模擬） 三、常見問題討論,L1.2,ABAQUS的概述,華南理工大學模具研究室,1.1ABAQUS, Inc.?,創(chuàng)建于 1978年 2005年 和Dassault Systmes 公司合并 總部位于Providence, Rhode Island

2、 (USA) ABAQUS 被廣泛地認為是功能非常強的非線性有限元軟件，可以分析復雜的結(jié)構(gòu)力學系統(tǒng)，尤其能夠駕馭非常龐大復雜的問題和模擬高度非線性問題。,L1.4,華南理工大學模具研究室,1.2What is ABAQUS?,ABAQUS是一組有限元分析模塊,L1.5,華南理工大學模具研究室,What is ABAQUS?,ABAQUS的核心是它的求解器模塊，ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit, 是互相補充的、集成的分析模塊。 ABAQUS/Standard是通用的有限元分析模塊。它可以分析多種不同類型的問題，其中包括許多非結(jié)構(gòu)問題。 ABAQUS/Explicit

3、是顯式的動力學有限元分析模塊。 ABAQUS/CAE將分析模塊集成于Complete ABAQUS Environment，用于建模、管理、監(jiān)控 ABAQUS的分析過程和結(jié)果的可視化處理。,L1.6,華南理工大學模具研究室,1.3ABAQUS 有限元軟件的功能,線性靜力學, 動力學, 和熱傳導 例如 應力, 振動, 聲場, 地質(zhì)力學, 壓電效應, 等 汽車、飛機機身等的靜力和動力學響應, 結(jié)構(gòu)剛度, 等 非線性和瞬態(tài)分析 接觸, 塑性失效, 斷裂和磨損, 復合材料, 超彈性 等 汽車碰撞, 電子器件跌落, 沖擊和損毀等 多體動力學分析 同時結(jié)合剛體, 線性柔體, 和非線性柔體模擬各種連接件等

4、應用在：汽車運動, 高速機械, 微機電系統(tǒng)MEMS, 航空航天機構(gòu), 醫(yī)療器械, 等,L1.7,華南理工大學模具研究室,ABAQUS/CAE main user interface,1.4ABAQUS/CAE的優(yōu)勢,將建模、分析、作業(yè)管理和結(jié)果評估無縫集成。 可以為具體的應用系統(tǒng)定制界面。 與Ansys、Marc等通用有限元軟件相比，Abaqus在單元種類、材料模型、豐富的用戶子程序接口等方面都有著顯著的優(yōu)勢。,L1.8,華南理工大學模具研究室,模型樹 模型樹使得對你的模型以及模型包含的對象可以有一個圖形上的直觀概述 模型 查詢/審核 例如, 顯示截面, 材料, 當前定義的約束的數(shù)目 顯示某些

5、特征/項目的狀態(tài) (無效的部件, 隱藏的特征) ABAQUS模型數(shù)據(jù)的全面視角,ABAQUS/CAE的基本特征優(yōu)勢,L1.9,華南理工大學模具研究室,1.5ABAQUS/CAE的基本流程,創(chuàng)建部件的幾何模型（如果需要，還需創(chuàng)建區(qū)域）,為初始構(gòu)型定位部件。如果模型中只包含一個部件，裝配件將被自動創(chuàng)建。,將裝配件分割成可以分網(wǎng)的區(qū)域并劃分網(wǎng)格,定義分析步和輸出需求,定義材料 定義部件區(qū)域的截面屬性 為部件或區(qū)域定義和分配截面屬性,為區(qū)域、集定義接觸或其他形式的相互作用，并在指定的分析步應用它們,為區(qū)域或集指定載荷、邊界條件和場，并在指定的分析步應用它們,提交、管理、并監(jiān)控分析作業(yè),檢驗結(jié)果,Par

6、t,Assembly,Step,Load,Mesh,Visualization,Property,Interaction,Job,L1.10,華南理工大學模具研究室,1.5.1量綱,在建立模型前，必須先決定量綱系統(tǒng)。ABAQUS沒有固定的量綱系統(tǒng),但一個問題所有的輸入數(shù)據(jù)只能用同一個量綱系統(tǒng),下表為常用的量綱系統(tǒng)。,表21 常用量綱,L1.11,華南理工大學模具研究室,可變形部件: 軸機架,離散剛體部件：任意形狀的剛體沖墊（帶有可變形的毛坯）,解析剛體部件：旋轉(zhuǎn)的剛性扎滾（帶有可變形的金屬原料）,1.5.2 定義部件(part),可以創(chuàng)建模型的部件類型 可變形部件 任意形狀的，可以包含不同維數(shù)

7、的特征（實體、表面、線）；在載荷作用下可以變形。 離散剛體部件 任意形狀的；在載荷作用下不可以變形。 解析剛體部件 只可以用直線、圓弧和拋物線創(chuàng)建的形狀；在載荷作用下不可以變形。 可以通過三種方法定義部件幾何體： 直接由ABAQUS/CAE創(chuàng)建 從CAD系統(tǒng)導入 本地的CAD幾何體 中性格式 作為ABAQUS (孤立)網(wǎng)格導入,L1.12,華南理工大學模具研究室,1.5.3 Property,材料塑性的定義 在ABAQUS中必須用真實應力和真是應變定義塑性。大多數(shù)實驗數(shù)據(jù)常常是名義應力和名義應變的值給出的。這時，必須應用轉(zhuǎn)換公式（見入門指南）把塑性材料的數(shù)據(jù)從名義應力/應變的值轉(zhuǎn)換為真實應力/

8、應變值。,L1.13,華南理工大學模具研究室,1.5.4 Interaction,在ABAQUS中定義接觸： 定義接觸面（從面和主面） 接觸相互作用 小滑動與有限滑動 摩擦,主面：剛體,從面：變形體,L1.14,華南理工大學模具研究室,1.5.5 Load,施加邊界條件 在ABAQUS中平移自由度和旋轉(zhuǎn)自由度的正方向規(guī)定如下： 1. 方向1的平移：U1 2. 方向2的平移：U2 3. 方向3的平移：U3 4. 繞軸1的旋轉(zhuǎn)：UR1 5. 繞軸2的旋轉(zhuǎn)：UR2 6. 繞軸3的旋轉(zhuǎn)：UR3 施加載荷 施加載荷 在加完約束后就應當在結(jié)構(gòu)的底部加載荷。在ABAQUS里，載荷通常是指從初始狀態(tài)下使結(jié)構(gòu)響

9、應發(fā)生變化的各種因素，如： 集中力 壓力 非零邊界條件 溫度（材料熱膨脹特性被定義后） ,L1.15,華南理工大學模具研究室,單元類型（Family） A family of finite elements is the broadest category used to classify elements. 同類型單元有很多相同的基本特。Elements in the same family share many basic features. 同種類單元又有很多變化：There are many variations within a family.,1.5.6 Elements in A

10、BAQUS,special-purpose elements like springs, dashpots, and masses,continuum (solid elements),shell elements,beam elements,rigid elements,membrane elements,truss elements,infinite elements,L1.16,二、典型實例講解,華南理工大學模具研究室,ABAQUS軟件沖壓成形回彈模擬流程圖,ABAQUS軟件沖壓成形回彈模擬流程圖,L1.18,華南理工大學模具研究室,實例講解,L1.19,華南理工大學模具研究室,習題1 二維彎曲回彈模擬,圖 成型模具、沖壓模具、平板及其固定裝置的剖面圖,幫助文件：1.5.1Spring-back of two-dimensional draw bending,參考資料：ABAQUS入門指南,L1.20,華南理工大學模具研究室