利用Abaqus做金屬環形軋制的有限元分析,涉及的幾個點如下:
(1)利用顯示動力學分析
(2)軋輥當做解析剛體,需建立參考點表示,同時需要給定質量和轉動慣量;
(3)金屬材料屬性需要定義塑性部分;
(4)定義質量縮放因子以幫助計算;
(5)最好采用自適應網格;
(6)定義接觸時剛體為主面;
(7)金屬環形軋制時通過位移約束給定邊界條件;
(8)導向輥的邊界條件需要合理定義。
首先分別建立幾何模型,驅動輥的模型如下所示:
變形體的模型如下:
芯輥和導向輥同樣。
接著定義材料模型,變形體定義密度、彈性模量、泊松比和塑性參數,該次模型塑性參數如下:
三個解析剛體分別定義質量和轉動慣量,通過主菜單Special-Inertial定義,其中驅動輥的參數設置如下:
轉動慣量可自己計算,常見模型轉動慣量計算如下:
之后進行模型裝配,裝配好的模型如下所示:
之后定義分析步,Dynamic,Explicit,同時設置質量縮放因子,通過主菜單Other-ALE Adaptive Mesh Domain進行自適應網格的設置。
之后定義接觸,驅動輥與變形體、芯輥與變形體之間為摩擦接觸,摩擦因子為0.15,接觸屬性包括切向和法向(法向硬接觸),芯輥和變形體之間采用無摩擦接觸。
之后定義邊界條件,芯輥給定一個徑向的速度值,如下所示。
驅動輥繞軸轉動,給定轉動角速度值,如下:
導向輥的邊界不好定義,為了準確定義其實可以采用Vuamp子程序來定義,如果不采用的話,則通過幅值的形式,給定不同時刻導向輥的位移值,其中給定的導向輥x方向位移幅值為:
同樣的方式定義y向的位移幅值。
劃分網格后即可求解,求解的某時刻等效塑性應變如下: