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2017-03-17 by:CAE仿真在线 来源:互联网
显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟高速冲击问题,在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问题需要大量的时间增量步。
在求解准静态问题上,ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。在求解复杂的接触问题时,显式过程相对于隐式过程的更加容易。此外,当模型成为很大时,显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。
将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。根据定义,由于一个静态求解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的,它将需要大量的小的时间增量。因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来加速问题的模拟。但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。因此,准静态分析的目标是在保持惯性力的影响不显著的前提下用最短的时间进行模拟。
本文采用ABAQUS/Explicit模块,进行固定圆柱体周围流场分析,用以展示ABAQUS/CFD模块功能。
1、计算模型
本案例计算易拉罐罐底的深冲压模拟,成形过程在ABAQUS/Explicit中进行准静态模拟。
2、计算过程
通常,准静态分析不能以其自然时间刻度进行,因为这将需要大量的增量步。因此,有必要对模拟过程进行人为加速,降低计算成本。
首先采用frequency分析步,用于求解坯料的第一阶特征模态,借以确定后续显式分析的分析步时间。计算的模型基频304Hz,时间周期0.0033s。选择10倍的基频周期0.033s,确保准静态求解。对应冲头速度0.45m/s(距离15mm),典型的金属成型速度。
确定分析步时间后,进而进行成形分析。模具采用刚性体模拟,给变形平板赋于相应材料。
图2材料应力应变曲线
给冲头施加向下的15mm位移,为保证模型稳定,采用光滑幅值曲线。
图2幅值曲线示意
3、计算结果
冲压完成后,变形件的应力分布云图如下图所示。
图3应力分布云图
查看模型计算过程中的动能、内能、以及伪应变能曲线,考察模型的稳定性以及沙漏情况。
图4能量曲线
由图可知,模拟过程中内能平稳增加,模型动能及伪应变能接近于0,可知模型沙漏情况很轻,稳定性良好。
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