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ABAQUS免費(fèi)培訓(xùn) Abaqus成型 焊接 疲勞多工況課程
一、詳解Abaqus多工況分析
在工程中，多工況的情況是普遍存在的情況，而單工況孤立存在是十分理想狀態(tài)下的假設(shè)。例如我們?cè)谶M(jìn)行強(qiáng)度分析時(shí)，都是假設(shè)其本身是不存在應(yīng)力的，然后基于這種無(wú)初始應(yīng)力下的計(jì)算，使得我們不得不放大安全系數(shù)來(lái)排除初始應(yīng)力的干擾。
隨著仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，我們發(fā)現(xiàn)主要要解決兩類(lèi)問(wèn)題，第一類(lèi)問(wèn)題是要實(shí)現(xiàn)仿真工具對(duì)仿真類(lèi)型的全覆蓋，第二類(lèi)是實(shí)現(xiàn)不同仿真類(lèi)型中數(shù)據(jù)的傳遞。以上面的例子為例，我們需要分別具備金屬拉拔成型、焊接加工、機(jī)加工等學(xué)科的仿真能力，然后再具備將前面的結(jié)果作為后面結(jié)果輸入的能力。
受限于仿真尺度和仿真學(xué)科的影響，不可能有這么一種軟件可以覆蓋所有的分析類(lèi)型，一般來(lái)說(shuō)，大型通用有限元軟件可以解決大部分結(jié)構(gòu)仿真問(wèn)題，本篇中的Abaqus軟件就是一款應(yīng)用較廣的大型通用有限元軟件。我們結(jié)合Abaqus，再來(lái)探討一個(gè)多工況問(wèn)題——平板成管問(wèn)題。
第一步：一次折彎
第二步：一次回彈
第三步：二次折彎
第四步：焊接
在這個(gè)分析中，有兩大類(lèi)工況，一個(gè)是金屬折彎成型，一個(gè)是焊接。前者是一個(gè)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，后者是一個(gè)熱力耦合問(wèn)題。細(xì)觀前者，好像也沒(méi)那么簡(jiǎn)單，第二次折彎的模具和第一次不一樣，而且第二次折彎是依據(jù)第一次折彎的結(jié)果來(lái)進(jìn)行的。所以在金屬成型的過(guò)程中又衍生出來(lái)三個(gè)過(guò)程：第一次折彎，回彈，第二次折彎。這種過(guò)程在實(shí)際加工中是很常見(jiàn)，但是對(duì)于有限元分析來(lái)說(shuō)，我們更喜歡的時(shí)候單工況的模擬，或者是單工況的連續(xù)模擬，對(duì)于這種多工況的問(wèn)題，解決起來(lái)沒(méi)那么容易了。
二、Abaqus多工況分析先天優(yōu)勢(shì)
Abaqus在解決這類(lèi)問(wèn)題，有著先天的優(yōu)勢(shì)。Abaqus有兩個(gè)求解器，abaqus/standard和abaqus/explicit，abaqus/standard作為基于隱式算法的通用求解器，包含多種分類(lèi)類(lèi)型，如靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、耦合分析等，可以解決大部分問(wèn)題。abaqus/explicit作為顯式動(dòng)力學(xué)求解器，可以解決沖擊問(wèn)題和準(zhǔn)靜力學(xué)問(wèn)題。兩個(gè)求解器雖然無(wú)法直接耦合，但是可以借助odb結(jié)果文件進(jìn)行耦合，完善了求解流程。
以上面的為例，我們的想法是這樣的：
● 第一步：確定每一個(gè)步驟的分析類(lèi)型。對(duì)于金屬成型的過(guò)程，一般以顯式動(dòng)力學(xué)的準(zhǔn)靜態(tài)分析為佳。對(duì)于回彈分析，以靜力通用分析為佳。對(duì)于焊接焊接分析，選擇熱力耦合分析步。
● 第二步：確定每個(gè)分析步的模具和工況。
● 第三步：確定不同分析步之間的數(shù)據(jù)傳遞方式?？梢猿浞掷弥貑?dòng)的方法來(lái)，具體的思路和方法如下：
1）定義重啟動(dòng)
*RESTART , WRITE, FREQUENCY=n, OVERLAY
2）定義結(jié)果的導(dǎo)入
將模型從Abaqus/Explicit導(dǎo)入到Abaqus/Standard：
*IMPORT, STEP=step number, INTERVAL=interval number
將模型從Abaqus/Standard導(dǎo)入到Abaqus/Explicit
*IMPORT, STEP=step number, INC=increment number
3）材料狀態(tài)和參考構(gòu)型
● 默認(rèn)情況下，在導(dǎo)入分析中，材料狀態(tài)被導(dǎo)入 （*IMPORT選項(xiàng)中STATE=YES）。
● 如果需要不重新設(shè)置參考構(gòu)型而繼續(xù)分析，在*IMPORT選項(xiàng)中設(shè)置UPDATE=NO：
*IMPORT, UPDATE=NO
在某些情況下，需要獲得回彈位移和回彈分析開(kāi)始時(shí)相對(duì)于幾何體的應(yīng)變 (在回彈分析步開(kāi)始時(shí)設(shè)置為零)。在*IMPORT選項(xiàng)中設(shè)置UPDATE=YES：
*IMPORT, UPDATE=YES
因?yàn)閰⒖紭?gòu)型不一致，所以如果需要進(jìn)行附加成型過(guò)程的分析，不應(yīng)該使用UPDATE=YES。
可見(jiàn)，Abaqus在解決該類(lèi)多工況分析時(shí)提供了豐富的方法。同時(shí)Abaqus也支持和多種的分析類(lèi)型。
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