ABAQUS的CEL實例

2017-01-20 by:CAE仿真在線來源:互聯網

本文以鉚釘成型為例,簡單介紹ABAQUS中使用CEL技術的基本步驟。

1.模型創建及裝配

本文使用的鉚釘為兩個直徑的圓柱體,并于較小一端的圓柱中心移除一個半球空間,以助于小端的變形。使用中心帶孔的板件模擬鉚釘的連接件,表示安裝工具的壓模放置在鉚釘的頂部和底部。打開ABAQUS軟件,進入Part模塊,創建鉚釘、帶孔板件和壓模的幾何模型,并創建一個Eulerian類型部件,作為鉚釘材料的運動空間。由于帶孔板件和壓模在仿真過程中變形很小,因此可以考慮將其創建為剛體,以提高計算的速度。在Assembly模塊中對所創建的模型進行正確的裝配,裝配完成的模型如下圖所示。

2.材料屬性

本文使用的鉚釘材料為彈塑性鋼材,密度為7.85e-9 t/mm3,楊氏模量為2.1e5 N/mm2,泊松比為0.266,屈服應力為3.0e5 N/mm2。帶孔平板和壓模設置為剛體,不需要設置材料屬性。在Property模塊定義材料屬性,生成關鍵字如下圖所示。

3.邊界條件和載荷

通過施加強制位移邊界條件仿真成型過程。對帶孔平板施加固定約束,鉚釘頂部的壓模施加指向鉚釘底部的大小為3mm的位移,同時鉚釘底部施加方向相反的大小為2mm的位移。

4.接觸關系

必須給鉚釘和所有安裝工具組件施加接觸關系;鉚釘的變形依賴于壓模的位移傳遞給鉚釘的接觸載荷。壓模組件和帶孔平板相互之間沒有接觸,因此無需設置相應的相互作用。通常使用通用接觸定義歐拉域中的材料和拉格朗日域中材料之間的接觸關系。

5.網格劃分

設定基本尺寸,對歐拉域劃分網格。此時的網格沒有定義鉚釘的幾何,而只是定義了鉚釘材料可能存在的區域。歐拉網格必須足夠大,以在成型過程中完全包含鉚釘材料。若區域較小,當材料到達網格邊界時,會流出模型而造成材料流失,使得仿真失效。

6.初始條件

再次回到Load模塊,在Tools下拉菜單下,選擇離散域下的體積分數工具,根據提示,選擇創建的歐拉部件,然后將鉚釘幾何選擇為參考部件,彈出菜單中對體積分數集進行命名,單擊OK,軟件自動進行單元的體積分數計算。此時鉚釘的幾何映射到歐拉網格的相應位置。需要注意的是,這種方式定義的體積分數是依賴于網格的,若對所選歐拉部件的網格進行了更改,則需重新使用體積分數工具進行再次的計算。

單擊Predefined Field,分析步選擇Initial,設置Material assignment初始條件。體積分數選擇離散域定義方式,在Region處單擊,根據提示選擇相應的歐拉域,然后單擊Eulerian-1,Mat-1-1,選擇之前使用體積分數工具創建的體積分數集。單擊OK完成初始條件的定義。