Abaqus凹槽成形.docx

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Abaqus凹槽成形

基于ABAQUS的有限元分析

凹槽成型作业

姓名：

***

学号：

***

班级：

***

将一块长金属薄板加工成凹槽。

该模拟中，包括一条带型可变形材料，称为毛坯，以及工具——冲头、冲模和毛坯夹具（与毛坯接触）。

这些工具可以模拟成为刚性表面，因为它们比毛坯更加刚硬。

图1显示了这些部件的基本布局。

毛坯厚度为1mm，在夹具与冲模之间受到挤压，毛坯夹具的力为440kN。

在成型过程中，这个力与毛坯和毛坯夹具、毛坯和冲模之间的摩擦力共同作用，控制如何将毛坯材料压入冲模。

图1.成型分析

1.前处理——用ABAQUS/CAE创建模型

1.1定义部件

创建4个部件:

Blank,Holder,Die,Punch。

一个可变形的部件代表毛坯，3个刚性部件代表工具。

1.2可变形的毛坯

基于平面壳体特征，创建一个二维、可变形的实体部件代表可变形的毛坯。

采用大致的部件尺寸为0.25，命名为Blank.为了定义几何形状，应用连线工具绘制一个任意尺寸的矩形，然后标注并编辑矩形水平和竖直方向的尺寸。

最终绘图如图2所示。

图2.可变形的毛坯图

1.3刚性工具

必须分别对每个刚性工具创建部件，并采用类似的技术创建每个部件最终创建的冲头、夹具和冲模分别如图3、图4和图5所示。

图3.刚性冲头图

图4.刚性夹具图

图5.刚性冲模图

1.4材料和截面特性

毛坯由高强钢制成。

塑形变形时，材料经历了一定的工作硬化。

根据题目所提供数据，设置材料参数如图6和图7所示。

图6.材料特性

图7.材料特性

1.5装配部件

和最终装配模型如图8―10所示。

图8.创建冲头实体并定位

图9.创建夹具实体并定位

图10建冲模实体并定位完成最终装配图

1.6建几何集合

创建几何集合是为了便于指定载荷和边界条件以及控制数据输出必须撞见6个几何集合：

在每个刚形体的参考点上各1个，在毛坯的对称平面1个，在毛坯中面的每端个1个。

RefPunch,RefHolder,RefDie,Center,MidLeft,MidRight

1.7定义分析步和输出要求

这个模拟过程包括5个分析步。

（1）分析步1

这一分析步的目的是在毛坯和夹具之间建立牢固的接触关系。

在该步中，将固定毛坯中面的端点沿竖直方向的位移以防止毛坯的初始移动，并应用一个位移边界条件将夹具向下压在毛坯上。

（2）分析步2

由于在前一步中建立了毛坯、夹具、冲模之间的接触，在毛坯中面右端的约束就不再需要了，所以在第2个静态、一般分析步中将撤除这个约束。

（3）分析步3

在许多成型过程中，夹具夹持力的大小是一个可控制的因素，因此，在分析中应该将它作为一个可变载荷来引进。

（4）分析步4

在这一步中，冲头将沿2方向向下移动，直到刚好与毛坯发生接触。

另外，将撤除毛坯中面左端的竖向约束，并在毛坯顶部表面上施加一个小的压力，将其拉向冲头的表明。

（5）分析步5

在第5并且是最后的分析步中，将撤除作用在毛坯的压力载荷，并将冲头向下移动完成成型操作。

5个分析步的设置如图11所示。

图11.5个分析步

1.8定义接触相互作用：

Die-Blank;Holder-Blank;Punch-Blank

图12.冲模与毛坯

图13.冲头与毛坯

图14.InteractionManager的内容

1.9各分析步的边界条件

图15.Center边界

图16.RefDie边界

图17.Midleft边界

1.10划分网格和定义作业

在本模拟中，需要考虑的重要因素是在表面之间的接触和在施加载荷作用下希望毛坯发生显著的弯曲。

在这个分析中，采用增强沙漏控制的缩减积分单元。

在mesh模块中，采用具有增强沙漏控制的CPE4R单元划分网格。

图18.凹槽成型分析的网格

1.11创建作业

命名为channel1,并对作业进行描述：

Analysisoftheformingofachannel4.

提交作业进行分析，改正发现的错误。

图19.JobMonitor的部分：

凹槽成型分析

2后处理

模型的变形形状和接触压力图如图20和图21所示。

图20.模型的变形形状

图21.接触压力