abaqus铝合金A357切削加工有限元模拟
abaqus铝合金材料参数

Abaqus铝合金材料参数引言铝合金是一种常用的工程材料,具有优异的机械性能和良好的耐腐蚀性能。
在工程实践中,为了更准确地模拟铝合金材料的行为,需要确定合适的材料参数。
本文将介绍使用Abaqus软件进行铝合金材料参数建立的方法和步骤。
Abaqus软件简介Abaqus是一种常用的有限元分析软件,广泛应用于工程结构和材料的模拟和分析。
它提供了丰富的材料模型和参数设置选项,可以实现准确的材料行为模拟。
铝合金材料参数建立步骤步骤一:材料测试在建立铝合金材料参数之前,需要进行一系列的材料测试,以获取材料的力学性能数据。
常见的测试方法包括拉伸试验、压缩试验和剪切试验。
通过这些测试,可以得到材料的应力-应变曲线和其他重要的力学性能参数。
步骤二:材料模型选择根据铝合金材料的特性和测试结果,选择合适的材料模型。
Abaqus提供了多种材料模型,如线性弹性模型、弹塑性模型和本构模型等。
根据实际情况,选择最合适的模型进行建模。
步骤三:材料参数确定根据选定的材料模型,需要确定相应的材料参数。
这些参数可以通过拟合实验数据或者根据已有的材料参数手册进行确定。
对于铝合金材料,常见的参数包括弹性模量、屈服强度、屈服应变、硬化指数等。
步骤四:材料参数输入在Abaqus软件中,可以通过定义材料属性和输入材料参数来建立铝合金材料模型。
在模型建立过程中,需要输入材料的基本参数,如杨氏模量、泊松比等。
此外,还需要输入材料的本构参数,如弹性区参数、塑性区参数等。
铝合金材料参数建立实例以某种常见的铝合金材料为例,介绍具体的建模步骤和参数输入方法。
步骤一:材料测试对该铝合金材料进行拉伸试验,得到应力-应变曲线。
根据试验数据,计算出屈服强度和屈服应变等力学性能参数。
步骤二:材料模型选择根据铝合金材料的非线性特性,选择弹塑性模型进行建模。
步骤三:材料参数确定根据试验数据,拟合得到材料的本构参数。
假设材料的本构关系为线性弹性-塑性本构关系,通过拟合得到以下参数: - 弹性模量:70 GPa - 屈服强度:300 MPa - 屈服应变:0.2 - 硬化指数:0.1步骤四:材料参数输入在Abaqus软件中,定义材料属性并输入材料参数。
abaqus切削模拟教程

3.赋予刀具和工件初始温度:菜单, 预定义场,命名后,区域选择‘ALL_1’ 定义工件初始温度300K(21度)。同理 定义刀具初始温度600K
Abaqus提交作业并计算
建立作业 ,检查数据后, 提交,计算时,课题通过监视 器实时观察计算过程
实时观察
Abaqus后处理模块
Abaqus后处理模块
武汉理工大学
基于Abaqus的刀具切削仿真
Abaqus的功能介绍
• 线性静力学,动力学和热传导学 • 非线性和瞬态分析 • 多体动力学分析
Abaqus的界面介绍
切削模拟的假设条件
本文建立的金属切削加工热力耦合有限元模 型是基于以下的假设条件: • 刀具是刚体且锋利,只考虑刀具的温度传导; • 忽略加工过程中,由于温度变化引起的金相组 织及其它的化学变化; • 被加工对象的材料是各向同性的; • 不考虑刀具、工件的振动; • 由于刀具和工件的切削厚度方向上,切削工程 中层厚不变,所以按平面应变来模拟;
GH4169为合金钢,将会 赋予给未撕裂的切屑和工件
Abaqus赋予材料属性
创建材料GH4169的参数:
3.点‘力学’、‘塑性’,选择‘与 温度有关的数据’,赋予数据 4.设置线膨胀系数,,点‘力学’‘膨胀’
5.设置热传导率,点‘热学’‘传导率’, 输入数据
Abaqus赋予材料属性
创建材料GH4169的参数:
Abaqus定义表面与接触
定义接触性质: 类似操作分别定义接触 PROCESS_CON:增加‘生热’ THIRD_CON:摩擦改为零
Abaqus定义表面与接触
定义接触对: 总共有5对接触 2,按相同方法,按实际接触 定义其他4对接触 1.点 ,选择接触的2个面‘CHIP_BOT’ ‘CHIP_TOP’,力学接触为罚接触 ,接 触属性为Initial_on
abaqus切削模拟教程

常用操作:
创建材料,设置材料参数 创建截面,将不同的材料 参数赋予到不同的截面上 指派截面,将不同的截面 赋予到不同的部件上 管理项,对左边对应项进 行编辑、复制、删除等管理
Abaqus赋予材料属性
创建材料GH4169的参数:
1.点击 ,材料名为GH4169, 点击‘通用’选择密度 2.点‘力学’、‘弹性’,设置 杨氏模量和泊松比
3.建‘Section_TOOL’,赋予 材料‘TOOL_M’
Abaqus赋予材料属性
赋予零件截面属性:
1.‘部件’栏点选‘CHIP_MESH’,点 2.选择整个零件确定后,赋予零件 截面属性‘Section_CHIP&WORK’
3.同理,赋予其他零件对应的截面属性
Abaqus模型装配
常用操作:
2.控制网格形状,三角形,技术自由
3.网格类型与前面类似
Abaqus零件网格划分
生成网格零件:
1.点击菜单栏‘网格’,选择 ‘创建网格部件’ 2.取名‘TOOL-MESH’ 3.确定,生成绿色的 网格零件
4.在道具右上创建一个参考点, 5.其他零件生成网格零件 如图 便于施加载荷和输出切削力
Abaqus赋予材料属性
Abaqus零件网格划分
1.CHIP网格形状控制:
点击 ,,选择整个零件后确定, 选择如下图参数
2.CHIP网格元素类型: 点击 ,选择整个零件,参数如下
3.最后点击
,完成网格划分
零件分离线,工件网格划分与此相同
Abaqus零件网格划分
刀具TOOL网格划分:
1.点击边布种,如图,按住shif选择前刀面 与后刀面,使用密度偏离布种
选择输出的云图
选择输出应力云图
abaqus-铝合金A357切削加工有限元模拟

.2.
论文主要内容 1.铝合金A357切削加工有限元模型
刀具的儿何参数; 影 响 因 素 装夹条件; 切削参; 假 设 条 件
刀具是刚体且锋利,只考虑刀具的温度传导; 忽略加工过程中,由于温度变化引起的金相组 织及其它的化学变化; 被加工对象的材料是各向同性的; 不考虑刀具、工件的振动; 由于刀具和工件的切削厚度方向上,切削工程 中层厚不变,所以按平面应变来模拟;
1.1.3 A357与刀具材料参数
A357铝合金,密度ρ=2680Kg/m3,弹性模量E=79GP,泊松比 μ=0.33其他参数如下表:
.4.
论文主要内容 1.铝合金A357切削加工有限元模型
1.1.3 A357与刀具材料参数
A357铝合金,密度ρ=2680Kg/m3,弹性模量E=79GP,泊松比μ=0.33其他 参数如下表:
Gf pl L yd ydu
0
o
fpl
pl
uf
pl
pl
表达式中的 u pl 为等效塑性位移,它描述了当损伤开始之后裂纹 pl 变化的屈服应力,在损伤开始之前 u pl=0.在损伤开始之后 u =L pl ,L 为与积分点相关的单元特征长度,单元特征长度的定义基于单元的集 合形状,平面单元长度为积分点区域面积的平方根,而立方体单元长 度为积分点区域体积的立方根。
.4.
论文主要内容 1.铝合金A357切削加工有限元模型
1.1.2 材料失效准则
实现切屑从工件分离,本文采用的是剪切失效模型。剪切 失效模型是基于等效塑性应变在积分点的值,当损伤参数达到 1时,单元即失效,失效参数定义如下:
0 f
pl
pl
pl
式中: 为失效参数, 为等效塑性应变初始值, 为等效塑 性应变增量, 为失效应变。失效应变 设定以来于以下几个方 面:依据塑性应变率,无量纲压应力与偏应力之比p/q(p为压应 力,q为Mises应力),温度,预定义域变量。这里采用 Johnson357切削加工有限元模型
abaqus切削模拟教程[优质ppt]
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Abaqus定义边界条件和载荷
定义元素集合:定义约束点和初始温度点的集合
Abaqus定义表面与接触
切换到‘相互作用’
定义接触面:
1.通过菜单、视图,只显 示零件CHIP
2.菜单栏,‘工具’‘创建面’
Abaqus定义表面与接触
3.表面命名为‘CHIP_BOT’ 选择如下红色边确定
4.其他表面定义(红色线)如下
CHIP_ALL
JOINT_BOT JOINT_TOP
WORK_TOP
刀具TOOL网格划分:
1.点击边布种,如图,按住shif选择前刀面 与后刀面,使用密度偏离布种
2.控制网格形状,三角形,技术自由
3.网格类型与前面类似
Abaqus零件网格划分
生成网格零件:
1.点击菜单栏‘网格’,选择 ‘创建网格部件’
2.取名‘TOOL-MESH’
3.确定,生成绿色的 网格零件
4.在道具右上创建一个参考点, 5.其他零件生成网格零件
2.点‘力学’、‘弹性’,设置 杨氏模量和泊松比
GH4169为合金钢,将会 赋予给未撕裂的切屑和工件
Abaqus赋予材料属性
创建材料GH4169的参数:
3.点‘力学’、‘塑性’,选择‘与 温度有关的数据’,赋予数据
4.设置线膨胀系数,,点‘力学’‘膨胀’
5.设置热传导率,点‘热学’‘传导率’, 输入数据
设置截面属性:
1.点 ,名称‘Section_CHIP&WORK’, 设置如下,继续,材料选择‘GH4169’
2.建‘Section_JOINT’,赋予 材料‘GH4169_FAIL’
3.建‘Section_TOOL’,赋予 材料‘TOOL_M’
Abaqus赋予材料属性
ABAQUS金属切削实例步骤

ABAQUS金属切削实例步骤1.几何建模:首先需要建立金属工件的几何模型。
可以使用ABAQUS提供的建模工具,也可以将几何模型从其他CAD软件中导入。
确保几何模型准确、完整。
2.材料定义:在完成几何建模后,需要定义切削过程中使用的材料的性质。
ABAQUS提供了很多材料模型,可以根据实际情况选择适合的模型,并输入相应的材料参数。
3.划分网格:对几何模型进行网格划分。
切削过程中需要注意,对于切削区域可以使用细网格,而对于其他区域可以使用粗网格,以保证计算效率。
划分网格时需要注意切削区域的边界条件和接触面的定义。
4.加载和约束:模拟金属切削过程中,需要对工件施加切削力和旋转运动。
可以通过设定工具相对于工件的移动速度,以及施加在工具刀齿上的切削力来模拟真实的切削过程。
同时,还需要对工件施加约束条件,以保证切削过程中工件的稳定性。
5.定义切削区域:定义切削区域和非切削区域的材料和边界条件。
可以使用ABAQUS提供的切削模块,将切削区域指定为一个单元集合。
然后可以定义切削区域的边界条件,如切削力、切削速度等。
6.建立切削过程的模拟:定义金属切削过程的边界条件和约束条件。
可以考虑刀具的切削速度、切削力的变化以及加工过程中可能出现的各种现象,如剧烈振动、切屑形成等。
7.求解模型:对模型进行求解。
ABAQUS会根据定义的边界条件和约束条件,通过有限元分析方法求解切削过程模型,得到切削过程中各个时间点的位移、应力和应变等结果。
8.结果后处理:对求解结果进行后处理,包括结果的可视化和分析。
ABAQUS提供了丰富的后处理工具,可以对结果进行动画和图形展示,还可以进行数据提取和分析,以评估切削过程中的性能。
以上就是使用ABAQUS进行金属切削模拟的一般步骤。
在具体操作时,还需要根据实际情况进行参数设置和模型调整,以确保模拟结果的准确性和可靠性。
abaqus铝合金材料参数

abaqus铝合金材料参数
摘要:
1.Abaqus 铝合金材料概述
2.Abaqus 铝合金材料的参数
3.参数对材料性能的影响
4.总结
正文:
【1.Abaqus 铝合金材料概述】
Abaqus 是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件,其可以模拟各种材料在各种工况下的行为。
在Abaqus 中,铝合金是一种常见的材料类型,其具有密度低、强度高、耐腐蚀性好等特点,因此在各种工程应用中都有广泛的使用。
【2.Abaqus 铝合金材料的参数】
在Abaqus 中,铝合金的参数主要包括以下几个方面:
(1) 材料的弹性模量:弹性模量是描述材料刚度的重要参数,它直接影响到材料的弹性变形能力。
(2) 泊松比:泊松比是描述材料在拉伸或压缩过程中,其横向收缩或膨胀与纵向变形之比的参数,它是反映材料内部应力分布的一个重要参数。
(3) 密度:密度是描述材料重量的重要参数,它直接影响到材料的强度和刚度。
(4) 强度:强度是描述材料在受力情况下,能够承受的最大应力。
(5) 疲劳强度:疲劳强度是指材料在反复应力作用下,能够承受的最大应力。
【3.参数对材料性能的影响】
Abaqus 中的铝合金参数对材料性能有着重要的影响:
(1) 弹性模量越大,材料的刚度越大,抗变形能力越强。
(2) 泊松比越大,材料的横向变形越大,应力分布越不均匀。
(3) 密度越大,材料的强度和刚度越大,但重量也越大。
(4) 强度越大,材料的抗拉强度越大,能够承受的应力越大。
(5) 疲劳强度越大,材料在反复应力下的耐久性越好。
Abaqus切削仿真常见问题及其解决个人总结

Abaqus切削仿真常见问题及其解决个⼈总结切削仿真常见问题及其解决2014年10⽉17⽇14:03【关于截⾯定义】1.进⾏⼆维切削仿真时,定义的截⾯属性要勾选平⾯应变应⼒厚度,⽽且⼀定要将默认值1改为实际要仿的切削深度(对于车削,为径向车削深度)尤其是以⽶为单位时。
1.⽹格过度变形(mesh distorted exessively):可能原因有:切屑分离临界值定义过⾼;材料参数数量级错误;如果定义了ALE可以减⼩remeshing frequency的值从⽽提⾼⽹格重划分频率。
ERROR: There are a total of 7 excessively distorted elementsThe following checklist may be helpful in diagnosing the error:1. Check contact definitions for problems such as excessive initialoverclosure or unrealistic tied definition between contact pairs.A vector plot of velocities or accelerations will usually help toidentify contact problems.2. Check stiffness (elastic modulus) and mass (density) definitions forconsistent units and verify that the combination is reasonable.3. Check for poor mesh definition.4. Check the boundary conditions for an excessive loading rate. The*DIAGNOSTICS, DEFORMATION SPEED CHECK=DETAIL option may be used to obtaindetailed diagnostics information.5. Check the current status of the structure to see if it hastotally failed.6. A dashpot or a very stiff spring may cause the analysis to go unstable. The *DYNAMIC, DIRECT option may be used to control the time increment directly.2.发现有⽹格剧烈变形呈突刺状:碰到过的原因有两种:1)field output中没有勾选state⾥⾯的STATUS变量,突刺状⽹格实际上是已经破坏掉的⽹格,勾选status变量可以使已破坏的⽹格不显⽰。
abaqus-铝合金A357切削加工有限元模拟

论3.文流主场要数内值容模拟分析
阻力系数计算结果:
弹丸阻力系数曲线图
阻力系数曲线基本满足阻力系数随马赫数变化的规律。 .15.
论3.文流主场要数内值容模拟分析
阻力系数曲线拟合结果:
.4.
论1.文铝主合要金内A3容57切削加工有限元模型
1.1.1 A357的Johnson-Cook本构模型 在切削过程中,工件在高温、大应变下发生弹塑性变形,
被切削材料在刀具的作用下变成切屑时的时间很短,而且被切 削层中各处的应变、应变速率和温度并不均匀分布且梯度变化 很大。因此能反映出应变、应变速率、温度对材料的流动应力 影响的本构方程,在切削仿真中极其关键。当前常用的塑性材 料本构模型主要有:Bodner-Paton、Follansbee-Kocks、 Johns式on中-C第o一o项k、描述Ze了r材rill料i-A的r应m变str强o化ng效等应模,型第,二项而反只映有了J流o动hn应sonCo力o随k模对型数应描变述速材率料增高加的应关变系速,率第下三项热反粘映塑了性流变动应形力行随为温。度升高 J应o指料征料变hn数熔材热速s降点料软o率n低。应化—硬的式变系C化关中强数oA系化;和o、k。项热,模B分系、、软型A别数Tn化认为rB、;分 n常效CC为别、表温1应表材m征材c示,l料、n材料参DJ在料熔0o考、h应高点应kn1是变。应s变o7速TT速变nm个率—率T速T待强rr C和定率m化o参参o项下考k数系模表温;数型度现A;、,如为mBT表下应m、征为所变n表材材示硬:化、
是室温。
.4.
论1.文铝主合要金内A3容57切削加工有限元模型
1.1.2 材料失效准则
pl
和
yo
0
图1.1中
ABAQUS切削仿真步骤

ABAQUS切削仿真步骤说明:采用mm-t单位制,SiC颗粒尺寸为40um。
模型中工件尺寸为1mm*0.4mm。
颗粒与基体作为一个零件,采用分割工件来绘制。
一、创建零件1、创建工件零件work piece,画出1*0.4的矩形。
用分割工具画出一个圆形SiC颗粒,再阵列出其它颗粒。
2、创建刀具零件tool,几何尺寸合适就好,绘制2um的刃口半径,并在右上角设置参考点。
并且新建一个set-ref,区域选择该参考点。
二、材料参数设置及赋值Al采用shear damage,断裂应变1.2,损伤演化中的displacement at failure填4*10-6。
三、装配依次调入刀具和工件零件,为避免干涉,将刀具向右下方移动一定的距离,其中向下移动的距离为切削深度。
四、定义分析步和输出1、新建分析步,选择分析步类型为“Dynamic, Temp-disp, Explicit”,时间长度为工件长度除以切削速度。
本模型刀具速度为125mm/s,工件长度为1mm,故时间长度为0.008s。
2、修改场输出变量。
时间间隔改为80,并勾选status3、新建历程输出变量,区域选择为刀具零件中的set-ref,并且勾选RT、RF、RM,该点即作为刀具切削力的输出点。
五、定义接触属性和接触1、新建接触属性,接受Contact为默认选择。
切向属性选择罚函数,摩擦系数选0.25。
法向属性接受默认选项。
2、定义接触对。
接触类型选择surface-to-surface Contact(Explicit),主面选择刀具的前刀面、后刀面和刀尖的圆弧,从面类型选择node region,把整个工件全部选中。
力学约束公式选Penalty contact method,划移公式选择Finite sliding,接触属性选择上步定义的属性,其它保持默认。
3、定义刀具零件刚性约束。
(定义刀具为刚体就是说刀具的在切削过程中变形很小,所以认为是刚体,在刚体的参考点上可以看刀具在切削过程的反力)。
abaqus切削模拟教程ppt课件

2.点‘力学’‘膨胀’,设置 ‘膨胀系数’
3.设置‘热传导率’‘比热’
17
Abaqus赋予材料属性
设置截面属性:
1.点 ,名称‘Section_CHIP&WORK’, 设置如下,继续,材料选择‘GH4169’
2.建‘Section_JOINT’,赋予 材料‘GH4169_FAIL’
3.建‘Section_TOOL’,赋予 材料‘TOOL_M’
1.点击
,导入零件
2.点 ,选择实例‘WORKPIECE-MESH’, 选右上角作‘起点’,‘JOINT_MESH’右 下角作终点确定
3.同理,将刀具顶点移到(2E-5,5E-6)
21
Abaqus定义分析步与输出
常用操作:
创建分析步 创建场输出 创建历程输出 对左边对应项进行管理
22
Abaqus定义分析步与输出
选择输出的云图
选择输出应力云图
34
Abaqus后处理模块
切削应力云图:
35
Abaqus后处理模块
输出刀具受力的时域图:
反映了切削的平稳性, 衡量加工质量
36
Abaqus切削的改进
本次切削我认为还有以下有待改进的地方:
1.材料本构模型:本次使用的各向同性,但表示材料高应变速率 下的热粘塑性行为常用J-C模型
3.赋予刀具和工件初始温度:菜单, 预定义场,命名后,区域选择‘ALL_1’ 定义工件初始温度300K(21度)。同理 定义刀具初始温度600K
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Abaqus提交作业并计算
建立作业 ,检查数据后, 提交,计算时,课题通过监视 器实时观察计算过程
实时观察
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Abaqus后处理模块
33
abaqus切削模拟教程

基于Abaqus的刀具切削仿真
abaqus切削模拟教程
1
Abaqus的功能介绍
• 线性静力学,动力学和热传导学 • 非线性和瞬态分析 • 多体动力学分析
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2
Abaqus的界面介绍
abaqus切削模拟教程
3
切削模拟的假设条件
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Abaqus后处理模块
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33
Abaqus后处理模块
选择输出的云图
选择输出应力云图
abaqus切削模拟教程
34
Abaqus后处理模块
切削应力云图:
abaqus切削模拟教程
35
Abaqus后处理模块
输出刀具受力的时域图:
反映了切削的平稳性, 衡量加工质量
abaqus切削模拟教程
36
Abaqus切削的改进
本次切削我认为还有以下有待改进的地方:
1.材料本构模型:本次使用的各向同性,但表示材料高应变速率 下的热粘塑性行为常用J-C模型
2.分离线:采用分离线分别赋予材料属性,但不符合实际 3.道具角度:为防止网格变形速率过大,刀具倾角都取得很小,有待改进
abaqus切削模拟教程
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Abaqus赋予材料属性
创建材料GH4169的参数:
3.点‘力学’、‘塑性’,选择‘与 温度有关的数据’,赋予数据
4.设置线膨胀系数,,点‘力学’‘膨胀’
5.设置热传导率,点‘热学’‘传导率’, 输入数据
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Abaqus赋予材料属性
创建材料GH4169的参数:
5.点‘热学’‘非弹性热份额’
abaqus切削模拟教程

2,按相同方法,按实际接触 定义其他4对接触
3.定义刀具为刚性约束。在菜单中创建一个集合, 命名为‘TOOL_EL’,选择所有刀具网格后确定
,继续
‘法向行为’
与距离的函数对应关系如下
a
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Abaqus定义表面与接触
定义接触性质:
类似操作分别定义接触 PROCESS_CON:增加‘生热’
THIRD_CON:摩擦改为零
a
27
Abaqus定义表面与接触
定义接触对: 总共有5对接触
1.点 ,选择接触的2个面‘CHIP_BOT’ ‘CHIP_TOP’,力学接触为罚接触 ,接 触属性为Initial_on
不同的材料特性与接触属性 • 注意每个零件的原点位置,便于装配
a
6
Abaqus零件网格划分
常用操作:
对整个零件进 行自适应网格
对零件的每条边 分布种子
网格控制,单元形状
指派网格单元类型 控制单元属性
执行网格划分
a
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Abaqus零件网格划分
零件CHIP网格划分:
点击 ,选择上 长边,进行边布种 ,确定
武汉理工大学
基于Abaqus的刀具切削仿真
a
1
Abaqus的功能介绍
• 线性静力学,动力学和热传导学 • 非线性和瞬态分析 • 多体动力学分析
a
2
Abaqus的界面介绍
a
3
切削模拟的假设条件
本文建立的金属切削加工热力耦合有限元模 型是基于以下的假设条件:
• 刀具是刚体且锋利,只考虑刀具的温度传导; • 忽略加工过程中,由于温度变化引起的金相组
2.选‘GH4169_FAIL’,点‘编辑’‘力学’ ‘延性金属损伤’‘剪切损伤’,破坏机
abaqus铝合金材料参数

abaqus铝合金材料参数摘要:一、引言二、abaqus铝合金材料参数介绍1.铝合金材料概述2.abaqus软件中铝合金材料参数设置三、abaqus铝合金材料参数应用案例1.案例一2.案例二四、总结正文:一、引言在我国,铝合金材料因其优良的性能被广泛应用于各个领域。
在工程模拟分析中,abaqus软件是一款非常受欢迎的工具。
本文将介绍abaqus软件中铝合金材料参数的设置,并通过实际案例分析,探讨铝合金材料参数在abaqus中的具体应用。
二、abaqus铝合金材料参数介绍1.铝合金材料概述铝合金材料具有密度低、强度高、耐腐蚀等优点,因此在航空航天、汽车制造、建筑等领域具有重要应用价值。
在abaqus软件中,铝合金材料的参数设置主要包括弹性模量、泊松比、密度、屈服强度、抗拉强度等。
2.abaqus软件中铝合金材料参数设置在abaqus中,用户可以通过选择合适的铝合金材料类型来设置相关参数。
此外,用户还可以自定义材料属性,以满足特定需求。
为了确保分析结果的准确性,用户需对铝合金材料的参数进行细致的设置。
三、abaqus铝合金材料参数应用案例1.案例一某汽车制造商在设计一款新型铝合金轮毂时,使用abaqus软件进行强度分析。
通过设置合适的铝合金材料参数,并采用abaqus的疲劳分析功能,工程师成功地预测了轮毂在使用过程中的强度衰减情况,为优化设计提供了有力支持。
2.案例二一家飞机制造商在研发一款新型客机时,利用abaqus软件对铝合金机翼结构进行静力分析。
通过对abaqus铝合金材料参数的合理设置,工程师验证了机翼结构的强度和刚度性能,确保了飞机的安全性。
四、总结本文从铝合金材料概述、abaqus软件中铝合金材料参数设置和应用案例等方面进行了详细介绍。
abaqus切削模拟教程

Abaqus定义表面与接触
定义接触性质: 类似操作分别定义接触 PROCESS_CON:增加‘生热’ THIRD_CON:摩擦改为零
Abaqus定义表面与接触
定义接触对: 总共有5对接触 2,按相同方法,按实际接触 定义其他4对接触 1.点 ,选择接触的2个面‘CHIP_BOT’ ‘CHIP_TOP’,力学接触为罚接触 ,接 触属性为Initial_on
对整个零件进 行自适应网格 对零件的每条边 分布种子
网格控制,单元形状
指派网格单元类型 控制单元属性
执行网格划分
Abaqus零件网格划分
零件CHIP网格划分:
点击 ,选择上 长边,进行边布种 ,确定
弹出图中,选择 按个数补种,单元数 250
接下来,以相同方式按 顺时针布种,数目分别 为6,20,6,250,20,20
选择输出的云图
选择输出应力云图
Abaqus后处理模块
切削应力云图:
Abaqus后处理模块
输出刀具受力的时域图:
反映了切削的平稳性, 衡量加工质量
Abaqus切削的改进
本次切削我认为还有以下有待改进的地方:
1.材料本构模型:本次使用的各向同性,但表示材料高应变速率 下的热粘塑性行为常用J-C模型 2.分离线:采用分离线分别赋予材料属性,但不符合实际 3.道具角度:为防止网格变形速率过大,刀具倾角都取得很小,有待改进
2.控制网格形状,三角形,技术自由
3.网格类型与前面类似
Abaqus零件网格划分
生成网格零件:
1.点击菜单栏‘网格’,选择 ‘创建网格部件’ 2.取名‘TOOL-MESH’ 3.确定,生成绿色的 网格零件
4.在道具右上创建一个参考点, 5.其他零件生成网格零件 如图 便于施加载荷和输出切削力
基于Abaqus的正交切削仿真的有限元分析

( S c h o o l o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ,S h a n d o n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,Z i b o S h a n d o n g 2 5 5 49 0 ,C h i n a )
基于 A b a q u s 的正 交切削仿真 的有限元分析
国宪孟 ,程祥 , 张升 , 李贺 ,曾令 国
( 山 东理工大学机械工程学院,山东淄博 2 5 5 0 4 9 )
摘要 :介绍 了正交切削仿真 中的应 力场和温度场 的分布 ,利 用非 线性分析软件 A B A Q U S ,通 过 J o h n s o n . c o o k热一 力耦合 的方法模拟微细切削铝合 金 A 2 0 2 4 - T 3 5 1 的温度场 和应力场 。经过分析得 出在对工件进行微 细切削时存在尺度效应 的背 吃刀 量 区间为 0 . 5 R ̄ R( 为刀具切 削刃钝圆半径 ) ,并得 到了工件在微细切削 中的温度场 和应 力场分布 ,仿真结 果对微 细加工 过 程中的切削参数 的选择及研 究方法提供 了参考 。
关键词 :微细加工 ;应力 场 ;温度 场 ;热一 力耦合 中图分类号 :T H1 6 4 文献标志码 :A 文章 编号 :1 0 0 1 - 3 8 8 1( 2 0 1 5 )1 3 - 1 3 4 - 3
F i n i t e E l e me n t An a l y s i s o f Or t h o g o n a l C u t t i n g S i mu l a t i o n B a s e d o n AB AQUS
abaqus切削模拟教程课件

3.设置‘热传导率’‘比热’
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17
Abaqus赋予材料属性
设置截面属性:
1.点 ,名称‘Section_CHIP&WORK’, 设置如下,继续,材料选择‘GH4169’
2.建‘Section_JOINT’,赋予 材料‘GH4169_FAIL’
3.建‘Section_TOOL’,赋予 材料‘TOOL_M’
• JOINT分离线为切削时切屑与工件分离的部分 • 零件分开画,材料接触和变形不同,便于赋予
不同的材料特性与接触属性 • 注意每个零件的原点位置,便于装配
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6
Abaqus零件网格划分
常用操作:
对整个零件进 行自适应网格
对零件的每条边 分布种子
网格控制,单元形状
指派网格单元类型 控制单元属性
GH4169为合金钢,将会
赋予给未撕裂的切屑和工件
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13
Abaqus赋予材料属性
创建材料GH4169的参数:
3.点‘力学’、‘塑性’,选择‘与 温度有关的数据’,赋予数据
4.设置线膨胀系数,,点‘力学’‘膨胀’
5.设置热传导率,点‘热学’‘传导率’, 输入数据
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14
Abaqus赋予材料属性
织及其它的化学变化; • 被加工对象的材料是各向同性的; • 不考虑刀具、工件的振动; • 由于刀具和工件的切削厚度方向上,切削工程
中层厚不变,所以按平面应变来模拟;
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4
Abaqus建立零件模型
采用单位: N,Pa,m, S,K,J
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5
s建立零件模型
其他零件尺寸如下:
常用操作:
abaqus切削模拟教程演示幻灯片

实时观察
2020/4/12
32
Abaqus后处理模块Leabharlann 2020/4/1233
Abaqus后处理模块
选择输出的云图
选择输出应力云图
2020/4/12
34
Abaqus后处理模块
切削应力云图:
2020/4/12
35
Abaqus后处理模块
接下来,以相同方式按 顺时针布种,数目分别 为6,20,6,250,20,20
8
Abaqus零件网格划分
1.CHIP网格形状控制:
点击 ,,选择整个零件后确定,
2.CHIP网格元素类型: 点击 ,选择整个零件,参数如下
选择如下图参数
3.最后点击 ,完成网格划分
零件分离线,工件网格划分与此相同
2020/4/12
2,按相同方法,按实际接触 定义其他4对接触
2020/4/12
3.定义刀具为刚性约束。在菜单中创建一个集合, 命名为‘TOOL_EL’,选择所有刀具网格后确定
28
Abaqus定义边界条件和载荷
定义元素集合:定义约束点和初始温度点的集合
.菜单工具中创造如下‘集’
3.ALL_2:定义刀具的初始温度
1.ENCASTRE(点):用于限制工件自由度
输出刀具受力的时域图:
反映了切削的平稳性, 衡量加工质量
2020/4/12
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Abaqus切削的改进
本次切削我认为还有以下有待改进的地方:
1.材料本构模型:本次使用的各向同性,但表示材料高应变速率 下的热粘塑性行为常用J-C模型
2.分离线:采用分离线分别赋予材料属性,但不符合实际 3.道具角度:为防止网格变形速率过大,刀具倾角都取得很小,有待改进
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.4.
论1.文铝主合要金内A3容57切削加工有限元模型
1.1.2 材料失效准则
•pl
p f
l
=
d1d2expd3
qp1d4ln•o
1d5
式中: — 为低于转变温度的条件下测得的实效常数。 为
参考应变率, 为塑性应变率。 由下式确定:
J、:o指料征料应hn数熔材热变s降点料软o速n低。应化—率的式变系C硬关中强数oA系化;化o、k。项和,模B分系、、热型A别数Tn软认为rB、;分n常化C为C别、表温1效表材m征材c示应l料、n材料参D,在•料熔•0、考J应高点k应o1是变。h应变n7速TT变速sm 个率o率T速待Tn强rr—和定率m 化参C参项下考o数系o表温;k数现模度A;、,为型mBT表应如m、征为变下n表材材硬所化示
或者断裂耗散能量 G
决定。
f
.4.
论1.文铝主合要金内A3容57切削加工有限元模型
1.1.2 材料失效准则
当材料开始损伤破坏时,应力应变曲线已经不能准确的描述材料
铝合金A357切削加工有限元模拟
Design and Research of General Trajectory Corrector For an Aircraft
汇报人:张怡雯 By:ABAQUS
.1.
论文主要内容 1 铝合金A357切削加工有限元模型 2 abaqus商用仿真软件中限元模型建立 3 模拟结果分析
论1.文铝主合要金内A3容57切削加工有限元模型
1.1.2 材料失效准则
pl
和
yo
0
图1.1中
yo
和
pl 0
为材料开始损伤时的屈服应力和等效塑性
应变。
p 0
l
是材料失效时即图中D=1时的等效塑性应变。材料失效
时的等效塑性应变
p l 依赖于单元的特征长度,不能作为描述材
0
料损伤演化的准则。相反,材料损伤演化的准则又等效塑性位移u p l
(
0
for
p transition
transiton)/(melt transition)for transition melt
1
for f melt
是当前温度, m e lt
是熔点, transition
是室温。
.4.
.2.
论1.文铝主合要金内A3容57切削加工有限元模型
刀具的儿何参数;
影
假
响 装夹条件;
设
因 素
切削参;
条 件
切削路径
刀具是刚体且锋利,只考虑刀具的温度传导; 忽略加工过程中,由于温度变化引起的金相组 织及其它的化学变化;
被加工对象的材料是各向同性的;
不考虑刀具、工件的振动; 由于刀具和工件的切削厚度方向上,切削工程 中层厚不变,所以按平面应变来模拟;
.4.
论1.文铝主合要金内A3容57切削加工有限元模型
1.1.1 A357的Johnson-Cook本构模型 在切削过程中,工件在高温、大应变下发生弹塑性变形,
被切削材料在刀具的作用下变成切屑时的时间很短,而且被切 削层中各处的应变、应变速率和温度并不均匀分布且梯度变化 很大。因此能反映出应变、应变速率、温度对材料的流动应力 影响的本构方程,在切削仿真中极其关键。当前常用的塑性材 料本构模型主要有:Bodner-Paton、Follansbee-Kocks、 Johns式on中-C第o一o项k、描述Ze了r材rill料i-A的r应m变st强ro化ng效等应模,型第二,项而反只映有了J流o动hn应sonCo力o随k模对型数应描变述速材率料增高加的应关变系速,率第下三项热反粘映塑了性流变动应形力行随为温。度升高
.4.
论1.文铝主合要金内A3容57切削加工有限元模型
1.1.2 材料失效准则
实现切屑从工件分离,本文采用的是剪切失效模型。剪切 失效模型是基于等效塑性应变在积分点的值,当损伤参数达到 1时,单元即失效,失效参数定义如下:
pl
pl
0
pl
f
式中: 为失效参数, 为等效塑性应变初始值, 为等效塑 性应变增量, 为失效应变。失效应变 设定以来于以下几个方 面:依据塑性应变率,无量纲压应力与偏应力之比p/q(p为压应 力,q为Mises应力),温度,预定义域变量。这里采用 Johnson—Cook模型定义失效应变。
.3.
论1.文铝主合要金内A3容57切削加工有限元模型
1.1材料模型
1.1.1 A357的Johnson-Cook本构模型
材料本构模型用来描述材料的力学性质,表征材料变形过程中的动 态响应。在材料微观组织结构一定的情况下,流动应力受到变形程度、 变形速度、及变形温度等因素的影响非常显著。这些因素的任何变化都 会引起流动应力较大的变动。因此材料本构模型一般表示为流动应力与 应变、应变率、温度等变形参数之间的数学函数关系。建立材料本构模 型,无论是在制定合理的加工工艺方面,还是在金属塑性变形理论的研 究方面都是极其重要的。在以塑性有限元为代表的现代塑性加工力学中 ,材料的流动应力作为输入时的重要参数,其精确度也是提高理论分析 可靠度的关键。在本课题研究中,材料本构模型是切削加工数值模拟的 必要前提,是预测零件铣削加工变形的重要基础,只有建立了大变形情 况下随应变率和温度变化的应力应变关系,才能够准确描述材料在切削 加工过程的塑性变形规律,继而才能在确定的边界条件和切削载荷下预 测零件的变形大小及趋势。
.4.
论1.文铝主合要金内A3容57切削加工有限元模型
1.1.2 材料失效准则
实现切屑从工件分离,本文采用的是剪切失效模型。剪切 失效模型是基于等效塑性应变在积分点的值,当损伤参数达到 1时
pl
0
pl
f
式中: 为失效参数, 为等效塑性应变初始值, 为等效塑 性应变增量, 为失效应变。失效应变 设定以来于以下几个方 面:依据塑性应变率,无量纲压应力与偏应力之比p/q(p为压应 力,q为Mises应力),温度,预定义域变量。这里采用 Johnson—Cook模型定义失效应变。