ABAQUS显式动力学分析-二维切削

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今天给大家介绍一个ABAQUS显式动力学分析的应用-二维切削仿真，案例模型如下图所示。

图1 案例了解

回顾一下ABAQUS的有限元分析流程：

图2 ABAQUS有限元分析流程

一、前处理

1.1 几何模型的构建

Part模块通过create part创建2D-deformable-shell工件模型，矩形尺寸大小为10*5；通过create part创建2D-discrete rigid-wire刀具模型，依据工件尺寸大致创建，并在任意角点处创建参考点。

1.2 材料参数的定义

1.2.1 材料本构

在property模块中，创建材料，定义elastic参数，杨氏模量为2.1e11Pa，泊松比为0.3；定义density参数，大小为7800kg/m3；定义plastic参数，按如图3所示创建；定义失效参数，按照图4所示创建。

图3 Plastic参数

图4 失效参数

1.2.2 截面创建

通过Create Section为实体模型创建solid，homogeneous截面，并选择相应的材料。

1.2.3 截面指派

通过Assign Section将创建好的截面指派给工件，刀具为离散刚体，无需材料指派。

1.3 网格系统构建

1.3.1 装配

在Assembly模块中，通过Create Instance进行装配。

1.3.2 网格划分

在Mesh模块中，通过适当网格控制，得到如下网格模型。

图5网格模型

1.3.3 单元类型

单元类型保持默认。

二、求解

2.1 求解器的设定

在Step模块中通过Create Step创建动力显式分析步，求解时间设置为2.05s。

2.2 连接关系的构建

在interaction模块，通过create interaction为工件和刀具创建接触，第一个表面选择刀具两侧边，第二个表面通过node region选择工件上侧表面节点，接触参数法向为硬接触，切向摩擦系数为0.04，接触创建如下图所示。

图6 接触创建

2.3 边界条件的设定

2.3.1 位移边界条件

在Load模块中，通过Create Boundary Condition创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre约束，选择工件两侧边，施加Encastre约束。

通过Create Boundary Condition创建velocity/angular velocity，选择刀具参考点，水平方向速度大小为5m/s，载荷约束如图7所示。

图7 载荷约束

2.3.2 载荷边界条件

无载荷。

切换到Job模块，创建作业并提交求解。

三、后处理

得到的切削过程如下所示：

图8 求解动画

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