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2017-03-17 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
顯式求解方法是一種真正的動態求解過程,它的最初發展是為了模擬高速沖擊問題,在這類問題的求解中慣性發揮了主導性作用。當求解動力平衡的狀態時,非平衡力以應力波的形式在相鄰的單元之間傳播。由于最小穩定時間增量一般地是非常小的值,所以大多少問題需要大量的時間增量步。
在求解準靜態問題上,ABAQUS/Explicit在求解某些類型的靜態問題方面比ABAQUS/Standard更容易。在求解復雜的接觸問題時,顯式過程相對于隱式過程的更加容易。此外,當模型成為很大時,顯式過程比隱式過程需要較少的系統資源。
將顯式動態過程應用于準靜態問題需要一些特殊的考慮。根據定義,由于一個靜態求解是一個長時間的求解過程,所以在其固有的時間尺度上分析模擬常常在計算上是不切合實際的,它將需要大量的小的時間增量。因此,為了獲得較經濟的解答,必須采取一些方式來加速問題的模擬。但是帶來的問題是隨著問題的加速,靜態平衡的狀態卷入了動態平衡的狀態,在這里慣性力成為更加起主導作用的力。因此,準靜態分析的目標是在保持慣性力的影響不顯著的前提下用最短的時間進行模擬。
本文采用ABAQUS/Explicit模塊,進行固定圓柱體周圍流場分析,用以展示ABAQUS/CFD模塊功能。
1、計算模型
本案例計算易拉罐罐底的深沖壓模擬,成形過程在ABAQUS/Explicit中進行準靜態模擬。
2、計算過程
通常,準靜態分析不能以其自然時間刻度進行,因為這將需要大量的增量步。因此,有必要對模擬過程進行人為加速,降低計算成本。
首先采用frequency分析步,用于求解坯料的第一階特征模態,借以確定后續顯式分析的分析步時間。計算的模型基頻304Hz,時間周期0.0033s。選擇10倍的基頻周期0.033s,確保準靜態求解。對應沖頭速度0.45m/s(距離15mm),典型的金屬成型速度。
確定分析步時間后,進而進行成形分析。模具采用剛性體模擬,給變形平板賦于相應材料。
圖2材料應力應變曲線
給沖頭施加向下的15mm位移,為保證模型穩定,采用光滑幅值曲線。
圖2幅值曲線示意
3、計算結果
沖壓完成后,變形件的應力分布云圖如下圖所示。
圖3應力分布云圖
查看模型計算過程中的動能、內能、以及偽應變能曲線,考察模型的穩定性以及沙漏情況。
圖4能量曲線
由圖可知,模擬過程中內能平穩增加,模型動能及偽應變能接近于0,可知模型沙漏情況很輕,穩定性良好。
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