Ansys金屬塑性成型模擬-彎曲

2017-04-27  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

金屬的塑性彎曲:將金屬平板坯料或管子毛坯等按照一定的曲率或者角度進(jìn)行變形,從而獲得一定的不封閉形狀零件的沖壓成型工序。從工件的形狀分為V形彎曲、U形彎曲和折彎等。本文主要對(duì)V形彎曲與折彎兩種進(jìn)行說明。


V型彎曲

實(shí)際模型(主要尺寸):

Ansys金屬塑性成型模擬-彎曲ansys圖片1

主要分析凸模下壓板件以及隨后釋放整個(gè)過程的板的塑性變形以及應(yīng)力分布情況。

幾何模型:將上述實(shí)際模型的凸模以及凹模當(dāng)作剛體,并將整個(gè)分析模型簡(jiǎn)化為二維對(duì)稱問題。在solidworks中建立簡(jiǎn)化模型如下:

Ansys金屬塑性成型模擬-彎曲ansys圖片2

有限元模型:進(jìn)入ansys經(jīng)典界面,選擇單元plane182,更改關(guān)鍵字K3為平面應(yīng)變分析。然后建立雙線性等向強(qiáng)化材料模型,使用某鋁合金材料屬性:彈性模量70000MPa,泊松比0.3,屈服強(qiáng)度120MPa,切線模量1405MPa。

導(dǎo)入剛才保存的幾何模型,刪除不需要的線條,通過接觸向?qū)Х謩e建立凸模、凹模和薄板的接觸對(duì)。凸模和薄板上表面使用帶控制節(jié)點(diǎn)的剛?cè)峤佑|對(duì),凹模與薄板直接建立剛?cè)峤佑|對(duì)。調(diào)整接觸對(duì)法向方向,并更改接觸屬性為接觸剛度隨每一積分步自動(dòng)更新(暫時(shí)不考慮摩擦,設(shè)置摩擦系數(shù)為0)。

邊界條件與求解設(shè)置:

第一載荷步:設(shè)置求解時(shí)間為1,打開自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)控制,設(shè)置最小求解步數(shù)為100步,最大為500步,輸出每一子步結(jié)果(最小子步要求凸模下降速度最好不要超過面單元厚度)。約束板料左側(cè)x方向位移(模擬對(duì)稱邊界),約束凸??刂乒?jié)點(diǎn)的x方向位移,并且在控制節(jié)點(diǎn)施加y方向位移向下39mm(凹模由于是固定剛體,因此默認(rèn)全固定),寫出為第一載荷步

第二載荷步:設(shè)置求解時(shí)間為2,其他設(shè)置不變(模擬板料壓完以后的持恒階段),寫出為第二載荷步

第三載荷步:設(shè)置求解時(shí)間為3,刪除凸模控制節(jié)點(diǎn)的y方向位移,從新施加控制節(jié)點(diǎn)y方向位移為0(模擬板料壓完以后的卸載階段),寫出為第三載荷步。

求解1~3載荷步,大概6分鐘。

這里說一下,由于材料參數(shù),摩擦力等設(shè)置的區(qū)別,需要調(diào)整接觸剛度等參數(shù)以獲得最佳的收斂條件。

Ansys金屬塑性成型模擬-彎曲ansys圖片3

求解結(jié)果:


Ansys金屬塑性成型模擬-彎曲ansys結(jié)構(gòu)分析圖片4

凸模下壓3.9mm時(shí)的板料等效塑性應(yīng)力云圖


Ansys金屬塑性成型模擬-彎曲ansys結(jié)構(gòu)分析圖片5

凸模下壓19.5mm時(shí)的板料等效塑性應(yīng)力云圖


Ansys金屬塑性成型模擬-彎曲ansys結(jié)構(gòu)分析圖片6

凸模下壓到底時(shí)的板料等效塑性應(yīng)力云圖


Ansys金屬塑性成型模擬-彎曲ansys分析案例圖片7

凸模完全卸載時(shí)的板料殘余等效塑性應(yīng)力云圖


Ansys金屬塑性成型模擬-彎曲ansys分析案例圖片8

Ansys金屬塑性成型模擬-彎曲ansys分析案例圖片9

板料中間節(jié)點(diǎn)等效塑性應(yīng)力時(shí)程曲線

折彎

大致思路:直接使用apdl進(jìn)行參數(shù)化建模以及接觸對(duì)的建立。卷錕設(shè)置為剛體,使用target169進(jìn)行建模,板料使用plane182進(jìn)行建模,上下表面分別建立與兩個(gè)剛錕的接觸對(duì)。其中動(dòng)錕以定錕中點(diǎn)為導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)彎板。該分析耗時(shí)較上面分析略長(zhǎng),大概25分鐘。(除了使用命令流以外,還可以像上述一樣先建立幾何模型,再使用接觸向?qū)瓿山佑|對(duì)的創(chuàng)建進(jìn)行分析)。

命令流:

!選擇單元,定義相關(guān)參數(shù),設(shè)置材料

finish

/clear

/prep7

r1=0.6

r2=0.15

h1=0.1

l1=2

et,1,plane82

et,2,targe169

et,3,conta172

keyopt,3,10,2

mp,ex,1,2.1e11

mp,prxy,1,0.3

tb,bkin,1

tbdata,1,235e6,2.1e9

mp,mu,2,0.3

r,1

r,2,r1

r,3,r2

!幾何模型的的建立

blc4,,,l1,h1

aatt,1,1,1

lsel,s,length,,h1

lesize,all,0.01

lsel,s,length,,l1

lesize,all,0.025

lsel,all

amesh,all

nsel,s,loc,x,0

d,all,ux

d,node(0,h1,0),uy

nsel,all

!定錕輪與板材的接觸設(shè)置

type,2

mat,2

real,2

nmax=ndinqr(0,14)+1

n,nmax,0,h1+r1

tshap,circle

e,nmax

nsel,s,loc,y,h1

type,3

esurf

!動(dòng)錕輪與板材的接觸設(shè)置

type,2

mat,2

real,3

nmax=ndinqr(0,14)+1

n,max,0,-r2

tshap,circle

e,nmax

pinode=nmax+1

n,pinode,0,h1+r1

tshap,pilot

e,pinode

nsel,s,loc,y,0

type,3

esurf

allsel,all

!求解參數(shù)設(shè)置

/solu

nlgeom,on

nsubst,200,,50

outres,all,all

time,1

d,pinode,rotz,1.5*acos(-1)

solve

!后處理

/post1

plnsol,u,sum

antime,30,0.2,1

esel,s,type,,1

plnsol,s,eqv

plnsol,eppl,eqv

esel,s,real,,2

plnsol,cont,pres

求解結(jié)果:

Ansys金屬塑性成型模擬-彎曲ansys結(jié)果圖片10

動(dòng)錕滾動(dòng)1/4圈等效塑性應(yīng)力云圖

Ansys金屬塑性成型模擬-彎曲ansys結(jié)果圖片11

動(dòng)錕滾動(dòng)1/2圈等效塑性應(yīng)力云圖

Ansys金屬塑性成型模擬-彎曲ansys結(jié)果圖片12

動(dòng)錕滾動(dòng)3/4圈等效塑性應(yīng)力云圖

Ansys金屬塑性成型模擬-彎曲ansys結(jié)構(gòu)分析圖片13

動(dòng)錕滾動(dòng)3/4圈接觸狀態(tài)云圖

文章綜合于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除!


開放分享:優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才

相關(guān)標(biāo)簽搜索:Ansys金屬塑性成型模擬-彎曲 Ansys有限元培訓(xùn) Ansys workbench培訓(xùn) ansys視頻教程 ansys workbench教程 ansys APDL經(jīng)典教程 ansys資料下載 ansys技術(shù)咨詢 ansys基礎(chǔ)知識(shí) ansys代做 Fluent、CFX流體分析 HFSS電磁分析 Abaqus培訓(xùn) 

編輯
在線報(bào)名:
  • 客服在線請(qǐng)直接聯(lián)系我們的客服,您也可以通過下面的方式進(jìn)行在線報(bào)名,我們會(huì)及時(shí)給您回復(fù)電話,謝謝!
驗(yàn)證碼

全國服務(wù)熱線

1358-032-9919

廣州公司:
廣州市環(huán)市中路306號(hào)金鷹大廈3800
電話:13580329919
          135-8032-9919
培訓(xùn)QQ咨詢:點(diǎn)擊咨詢 點(diǎn)擊咨詢
項(xiàng)目QQ咨詢:點(diǎn)擊咨詢
email:kf@1cae.com