基于abaqus的某法兰盘的感应淬火的残余应力场模拟
ABAQUS热应力分析实例详解
热应力分析实例详解学习要点通过实例分析，学习如何进行热应力分析，并掌握ABAQUS/CAE 的以下功能：1）在Material 功能模块中，定义线胀系数；2）在Load 功能模块中，使用预定义场（predefined field）来定义温度场；实例1：带孔平板的热应力分析定义材料属性——Property Property——Material——Edit——steelMechanical——Elastic, 输入弹性模量和泊松比定义材料属性——Property Property——Material——Edit——steelMechanical——Expansion, 输入线胀系数定义边界条件——Load定义边界条件——Load定义边界条件——Load固支边界条件使用预定义场定义初始温度Load——PredefinedField Manager使用预定义场使模型温度升高至120℃网格划分——Mesh结果分析——Visualization小结在ABAQUS中进行热应力分析的基本步骤：⏹定义线胀系数⏹定义初始温度场⏹定义分析步中的温度场实例2：法兰盘感应淬火的残余应力场模拟问题描述：◆表面感应淬火是一种工程中常用的热处理工艺，其原理是使用感应器来对工件的局部进行加热，然后迅速冷却，从而使工件表面产生残余压应力，抵消工作载荷所产生的一部分拉应力。
◆表面感应淬火可显著提高工件弯曲疲劳抗力和扭转疲劳抗力，工件表面产生的马氏体具有良好的耐磨性。
实例2：法兰盘感应淬火的残余应力场模拟 本例中的法兰盘经淬火后，由试验测得法拉盘的内圆角表面残余压应力约为-420MPa。
法拉盘的一端固定，另一端的整个端面受向下的面载荷p=100MPa，法拉盘内孔直径为24mm，材料的弹性模量为210000MPa，泊松比为0.3，线胀系数为1.35e-5/ ℃。
要求：模拟分析感应淬火所产生的残余应力场，并分析此残余应力场在缓和应力集中方面所起的作用。
基于ABAQUS的U型焊缝焊接过程模拟和应力分析
Modeling and Simulation 建模与仿真, 2014, 3, 17-24Published Online May 2014 in Hans. /journal/mos/10.12677/mos.2014.32004Simulation and Stress Analysis of U-Shaped Seam Welding Process Based on ABAQUSHongzhi Zhang1, Xuanyu Sheng2, Wei Hou31Daqing Oilfield Construction Group, Daqing2Institute of Nuclear and New Energy Technology, Tsinghua University, Beijing3China Jilin Petrochemical Company Refinery, JilinEmail: shxyzjh@Received: Mar. 6th, 2014; revised: Apr. 10th, 2014; accepted: Apr. 20th, 2014Copyright © 2014 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractAt present, there is a large-scale trend for chemical containers and reaction tower in the industry.In the large-scale equipment, U-shaped weld structure is widely used for splice weld of container wall. In this paper, by ABAQUS software, using plane models, U-shaped seam welding process was simulated, which was commonly used in pressure vessels and tower equipment. For welding ma-terial part, the “dead-actived elements” technique was applied in calculation, and the weld ma-terial part was divided into finer grid. The calculation model of the plane model was created using CATIA software, the software plug-in software was used to transform the model to directly read the ABAQUS software model. Calculation can be given to each welding temperature distribution and stress distribution. At the same time, the cooling after welding was considered in the welding process. Computer simulation gave the overall structure of the stress distribution and strain energy curve.KeywordsU-Weld, Welding Simulation, Finite Element, Stress基于ABAQUS的U型焊缝焊接过程模拟和应力分析张宏志1，盛选禹2，候巍31大庆油田建设集团，大庆市2清华大学核能与新能源技术研究院，北京市3中国吉林石化分公司炼油厂，吉林市Email: shxyzjh@收稿日期：2014年3月6日；修回日期：2014年4月10日；录用日期：2014年4月20日摘要目前，在工业界，化工容器、反应塔等有大型化的趋势。
基于三场耦合的轮毂轴承淬火残余应力场建模
拟仿 真 技术受 到 重 视 ， 国外 专 家 开发 了多 种 热处 理 数值 模 拟软件 ， 得热 处理 数值模 拟 到快 速 发展 ， 使 我 国紧跟 其后 也 取得 相 应 的技 术 突破 ， 发 了热 处 开
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作 者 简 介 ： 秋 成 （ ９ ４ ） 男 ， 江 新 昌 人 ， 授 ， 士 ， 究 方 向 为 先 进 制 造 技 术 与 装 备 ， — ｉ： ｑ ＠ｚｕ．ｄ ．ｎ 王 １６一 ， 浙 教 博 研 Ｅ ｍａ ｗ ｃ ］ｔｅｕ ｃ ． ｌ
淬火 过程 涉 及 高 温 作业 和 在线 测 量 ， 当前 的 在 技术 条件 下 ， 测量 是相 当困难 的． 随着计 算 机技 术 的 发展 和数 值计 算 的广 泛应 用 ， 火 热处 理 过 程 的模 淬
收 稿 日期 ：０００ —８ ２ １— １１
基 金 项 目 ： 江 省 科 技 厅 重 点 工 业 计 划 项 目 （０ ７ ２ Ｏ ６ 浙 ２０Ｃ １０）
王秋成 。 利 强 ， 罗 王 磊
（ 江工业大学 机械工程学院 ， 江 杭州 ３０３） 浙 浙 １ ０ ２
摘要 ： 车轮 毂轴 承 淬 火冷却 过程 ， 汽 轴承 套 圈内部 温度 、 织 和应 力在 短 时间 内发 生 了剧 烈 变化 ， 组 对
于 变化过 程 中温度 、 组织 、 力的 定量 分析 ， 应 可借 助有 限元 软 件 ＡＢ ＡＱＵＳ进 行． 用顺序 耦 合 热应 采 力法， 先进 行 非 线性 热传 导分析 ， 出淬 火过 程各 阶段 的瞬 态温度 场 、 求 组织 场． 然后 根 据 求得 的瞬 态
Ｗ ＡＮＧ ｕ ｃ ｅ ｇ，ＬＵＯ — ｉｎ Ｑｉ－ ｈ ｎ Ｌｉ ａ ｇ，Ｗ ＡＮＧ ｉ ｑ Ｌｅ
基于ANSYS的平板对焊的残余应力分析
基于ANSYS 的平板对焊的残余应力分析摘要：本文建立了薄板焊接有限元模型，采用高斯热源并利用ansys 软件对焊接过程做了模拟。
计算表明，焊接后的最大的残余应力分布在焊缝处，这为实际的焊接过程控制提供了一定的指导。
关键字：焊接，ansys ，模拟1、引言焊接结构一个很明显的特点是有较大的焊接应力和变形。
由于焊接生产中，绝大部分焊接方法都采用局部加热，所以不可避免地将产生焊接应力和变形。
焊接应力和变形不但可能引起热裂纹、冷裂纹、脆性断裂等工艺缺陷，而且在一定条件下将影响结构的承载能力，如强度，刚度和受压稳定性。
除此以外还将影响到结构的加工精度和尺寸稳定性。
以往，对焊接温度场、应力和变形的分析都是通过实验的方法测量并采集数据，进行定量的分析。
由于受实验各方面的限制，所得数据的精确度并不高而且浪费大量的人力、物力和时间。
虽然这类问题可通过解析方法，求解某些特定的微分方程组来进行定量计算，然而，只有在十分简单的情况下并且作许多简化的假设，才有可能求得这些方程闭和的解析解。
而实际的焊接问题多种多样，边界条件十分复杂，用解析方法来求解这类微分方程是十分困难的。
在高速电子计算机发展的今天，大多采用数值模拟的方法。
因此，在设计和施工时充分考虑焊接应力和变形这一特点是十分重要的。
可见，对焊接应力和变形进行计算和分析有很重要的现实意义。
本文针对低碳钢薄板焊接时，应用高斯分布热源模型，建立了三维薄板堆焊的温度场有限元数值分析模型，并以此为基础考虑了材料的非线性采用热弹塑性有限单元法，得到了薄板的焊接过程的瞬态温度场、瞬态热应力和残余应力。
2、焊接模拟相关理论2.1 非线性热传导分析的基本原理焊接是一个局部快速加热到高温，并随后快速冷却的过程。
随着热源的移动，整个焊件的温度随时间和空间急剧变化，材料的热物理性能也随温度剧烈变化，同时还存在熔化和相变时的潜热现象。
因此，焊接温度场分析属于典型的非线性瞬态热传导问题。
非线性瞬态热传导问题的控制方程为:Q zT z y T y x T x t T c +∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂)()()(λλλρ(1) 式中: c 为材料比热容;ρ为材料密度;λ为导热系数;T 为温度场分布函数; Q为内热源;t 为传热时间。
基于ABAQUS的万向节淬火应力有限元分析与优化设计
基于ABAQUS的万向节淬火应力有限元分析与优化设计本文主要介绍了基于ABAQUS的万向节淬火应力有限元分析与优化设计。
万向节作为一种重要的传动装置，在工程应用中被广泛使用。
但是万向节工作过程中会受到淬火过程中的应力的影响，这种应力可能会导致零部件的损坏及失效。
因此，对万向节的淬火应力进行分析和优化设计具有重要的实际应用价值。
本文结合实际工程案例，通过ABAQUS有限元软件对万向节淬火应力进行分析，并对应力进行优化设计，提高了万向节的耐用性。
首先，本文介绍了ABAQUS有限元软件的基本介绍及其在工程领域中的应用。
接着，本文对万向节的结构特点及其受力原理进行了分析，进一步了解了淬火过程中可能存在的应力问题。
然后，本文通过给定模型，运用ABAQUS软件进行模拟分析，得到了万向节淬火过程中的应力分布情况。
最后，本文对得出的数据进行优化设计，通过改变材料、加工工艺等方式，提高了万向节的抗淬火应力能力，从而提高了其使用寿命。
通过本文的研究，得出了以下结果：1）淬火过程中，由于温度和应力的变化，可能导致万向节受到热应力和残余应力的影响，进而引起零部件的变形和破坏；2）ABAQUS软件可以比较准确地分析和模拟淬火过程中的应力分布情况，提供了淬火工艺优化的依据；3）通过优化设计，可以采用更适合的材料和加工工艺，使万向节的性能更加优良。
总之，本文研究为实际工程提供了有益的参考和指导，也为淬火加工技术的进一步发展提供了一定的参考价值。
进一步，本文还对ABAQUS有限元软件分析和优化设计的具体步骤进行了详细说明。
首先，通过建立万向节淬火过程的有限元模型，进行数值分析，得到了其应力分布情况。
接着，通过分析得到的数据，找出应力集中的位置和原因，并提出了优化方案，如采用更合适的材料、改善加工工艺等。
最后，通过模拟优化后的设计方案，得到了改善后的应力分布情况，实现了对万向节淬火应力的优化设计。
本文的研究成果具有一定的实际应用价值。
基于ABAQUS法兰盘感应淬火残余应力场仿真
基于ABAQUS法兰盘感应淬火残余应力场仿真摘要：表面感应淬火是一种工程中常用的热处理工艺，使用感应器来对工件的局部进行加热、迅速冷却，从而使工件表面产生残余应力，抵消工作载荷所产生的部分拉应力。
本文就不同淬火温度下产生的残余应力大小的合理性及残余应力对缓解应力集中的作用两方面进行了分析，分析就过对提高产品质量、疲劳寿命及减少安全隐患有很大帮助。
关键字：法兰盘；残余应力；感应淬火；温度场；ABAQUS法兰盘在制造过程中，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响且其影响不能随之而完全消失，仍有部分作用与影响残留在构件内，则这种残留的作用与影响称为残留应力或残余应力。
法兰盘是使管子与管子相互连接的零件，法兰连接使用方便，能够承受较大的压力。
在工业管道中，法兰连接的使用十分广泛，法兰盘的作用就是使得管件连接处固定并密封，法兰连接是管道施工的重要连接方式。
1、问题的提出残余应力是一个不稳定的应力状态，构建受外力时，与残余应力相互作用，使构件某些局部呈现塑性变形。
在实际工况中，法兰盘经过表面感应淬火后，淬硬层将会产生残余应力，影响着法兰的强度、寿命。
本文就法兰盘不同淬火温度的残余应力场进行仿真分析，并分析此残余应力在缓和应力集中方面所起的作用，最后针对模型得出合理的淬火温度及产生的残余应力。
2、研究思路及内容2.1 思路设定整个模型的初始温度20 o C，在分析步中令淬硬层区域的温度升高至某个温度值T high，其余区域的温度保持20o C。
这种温度差异会使高温区域产于压应力，相当于所要模拟的残余压应力。
经过几次运算，就可以找到合适的T high，使法兰盘内圆角表面压应力与试验结果大致吻合。
施加工作载荷时，保持上述温度场不变，就可以模拟在残余应力作用下应力场。
2.2 主要研究内容①对淬硬层不同温度所产生的残余应力分析；②对在相同外载荷，残余应力对缓和应力集中的作用进行分析。
3、力学模型本文以内孔直径为24mm，材料的弹性模量为2.1e5MPa，泊松比为0.3，线胀系数为1.35e-5o C的法兰盘进行建模，其一端固定，另一端的整个端面受到向下的面载荷p=100MPa。
基于ABAQUS的不锈钢材料切削过程的模拟与数值分析
ing commercial finite element software ABAQUS to simulate the cutting process, researched the influence of cutting speed, feed rate and other processing parameters on stress, strain and temperature during the cutting processes. Compare and analysis the causes of chip formation, and finally compared the different geometry of the simulation results of cutting force under the same conditions.
3.Simplified the geometric model of end mill, established a three-dimensional cutting model. By compare the results of simulation and experimental, the paper discussed the impact of the cutting speed, feed per tooth and other processing parameters on the force.
45钢零件淬火过程中温度场的ABAQUS模拟
制造技术/工艺装备现代制造工程2009年第7期45钢零件淬火过程中温度场的ABAQUS模拟朱子宏,魏宪军(上海大学机电工程与自动化学院,上海200072)摘要:利用ABAQUS软件对几何外形复杂的45钢零件淬火过程温度场进行模拟,得到了45钢零件温度场随淬火时间的分布关系。
模拟过程准确、迅速,适用于淬火液的选取及淬火工艺的优化,并为精确计算淬火过程中的热应力、残余应力提供理论依据。
关键词:淬火;温度场;非线性热物性参数;ABAQUS软件中图分类号:TG156134 文献标识码:A 文章编号:1671—3133(2009)07—0059—03The ABAQUS si m ul a ti on of tem pera ture f iled i nquench i n g process of45steel partZ HU Zi2hong,W E I Xian2jun(College ofMechatr onics Engineering and Aut omati on,Shanghai University,Shanghai200072,CHN) Abstract:The te mperature field in quenching p r ocess of45steel part is si m ulated by ABAQUS finite ele ment s oft w are,and the relati onshi p s bet w een te mperature of part and quenching ti m e is obtained.Si m ulati on result is correct and quick,and it can be used t o op ti m ize quenching technol ogy and select quenching bath.The most of all,this method can supp ly the te mperature condi2 ti on in computati on of ther mal stress and residual stress of quenching p r ocess.Key words:quenching;te mperature field;nonlinear ther mo physics parameters;ABAQUS s oft w are0 引言钢的淬火是将钢加热到临界温度A c3(亚共析钢)或A c1(过共析钢)以上某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷速,快冷到临界温度M s以下(或M s附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。
ABAQUS建模如何能施加预应力(残余应力)
ABAQUS建模如何施加预应力本文参考了百度文库中的文章：/link?url=dt_VLOGCUf8hUo7A9THhyv7BuSHry71EbLVtBtkWpoiYtkm Lxbfk0Io63jsygs6vWbFU7x22HHFv8pIGgPMYkv1lyFXWbgPJqvCodSioUqa关键字格式：“*initial conditions, type=stress, input=bb.dat”上面的关键字，即绿色部分，全部插于*STEP语句之前（如下图），两语句之间不能有空格。
施加预应力场只是initial conditions关键字的一个应用，详见abaqus6.8帮助文档，《ABAQUS Analysis User’s Manual》的第28.2节“initial conditions”。
实例：点焊所产生的焊点中存在着残余应力，本文就是教大家如何完成焊点残余应力的模拟。
原理说明：先在模型上施加一个任意载荷（记为状态1），可得出此载荷作用下模型上的等效节点载荷，然后通过keywords让这个等效节点载荷作用于模型上，使它与之前施加在模型上的载荷相平衡，便得到了一个位移为0的初始状态（记为状态2），该状态下，模型中含有的应力场与状态1相同，只是模型不发生变形而已。
具体操作步骤：1、建立有限元模型，部件类型为轴对称2、设置材料常数（自己任意设）3、分析步，设置两个分析步4、设置任意一个自己需要的载荷，此载荷即为与初始应力对应的载荷。
让该载荷从分析步2开始作用。
分析步1空着。
原因不明。
（让载荷从step2开始，得到的分析结果图显示很光滑。
但若是让载荷从step1开始并延续到step2，或者从没有step2 的step1开始，得到的分析图都不是光滑，原因未知。
）设置边界条件，从状态Initial开始。
5、mesh：网格算法为网格类型为CAX4R6、Job模块下，创建工作名称为“Job-1-1”的名字，提交分析。
Abaqus焊接模拟分析程序(包括应力场和温度场)
【我的硕士论文的一部分】求解温度场!上表面上没有对流换热边界条件!单位制:米、秒、摄氏度!/CLEAR,START/FILNAME,temp,0/COM,ANSYS RELEASE 10.0 UP20050718 00:09:52 11/26/2007/CONFIG, NRES, 5000/PREP7/VIEW,1,1,2,3/ANG,1/REP,FAST!*!===============================================================================================!指定单元ET,1,SOLID70!*!*!===============================================================================================!材料属性!=====================================================================================!316LMPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,1,,7850MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,20MPTEMP,2,300MPTEMP,3,900MPTEMP,4,1400MPTEMP,5,2000MPDATA,KXX,1,,18.6MPDATA,KXX,1,,21.4MPDATA,KXX,1,,28.4MPDATA,KXX,1,,33.9MPDATA,KXX,1,,48MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,20MPTEMP,2,600MPTEMP,3,800MPTEMP,4,1400MPTEMP,5,2000MPDATA,C,1,,502MPDATA,C,1,,612MPDATA,C,1,,635MPDATA,C,1,,659MPDATA,C,1,,670MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,20MPTEMP,2,1300MPTEMP,3,1410MPTEMP,4,1440MPTEMP,5,1550MPTEMP,6,2000MPDATA,ENTH,1,,7.88e7MPDATA,ENTH,1,,6.131e9MPDATA,ENTH,1,,7.347e9MPDATA,ENTH,1,,9.145e9MPDATA,ENTH,1,,1.03e10MPDATA,ENTH,1,,1.272e10!===============================================================================================!定义常量WidthBase=0.025 !宽度HeightBase=0.02 !基底高度Length=0.09 !长度WidthClad=0.0015 !宽度HeightDeposition=0.00375 !覆层高度Layer=15 !层数HeightClad=HeightDeposition/layerdt=0.0001 !小量Temp=20 !环境温度InitTemp=300 !初始温度CoffConv=30 !对流换热系数!===============================================================================================!定义常量Velocity=0.003 !扫描速度StepDis=0.0015 !每个载荷步位移LaserPower=700 !激光功率Radius=0.0015 !激光光斑半径Area=3.14159265*(Radius**2) !激光光斑面积Factor=0.3 !吸收因子StepTime=StepDis/Velocity !每个载荷步时间TotalTime=(Length+Radius*2)/Velocity !载荷持续时间(扫描一层) StepNum=(Length+Radius*2)/StepDis !载荷步数!===============================================================================================!建模BLOCK,0,Length,0,-0.0066,0,WidthClad,BLOCK,0,Length,0,-0.0066,WidthClad,0.0067BLOCK,0,Length,-0.0066,-HeightBase,0,WidthClad,K, ,0,0,WidthBase,K, ,Length,0,WidthBase,K, ,0,-HeightBase,WidthBase,K, ,Length,-HeightBase,WidthBase,V, 16, 13, 27, 25, 15, 14, 28, 26V, 24, 21, 27, 13, 23, 22, 28, 14BLOCK,0,Length,0,HeightDeposition,0,WidthClad,VGLUE,ALLNUMCMP,ALL!===============================================================================================!划分网格LSEL, S, LOC, Y, dt, HeightDeposition-dt, !高度方向LESIZE, ALL, , , Layer,LSEL,S,LOC,Y,-DT,-0.0066+DTLSEL,R,LOC,X,0LESIZE,ALL,,,4,2LSEL,S,LOC,Y,-DT,-0.0066+DTLSEL,R,LOC,X,LengthLESIZE,ALL,,,4,0.5LSEL,S,LOC,Y,-0.0066-DT,-HeightBase+DTLSEL,R, LOC, Z, 0, WidthBase-DT,LESIZE,ALL,,,4,2LSEL,S,LOC,Y,-0.0066-DT,-HeightBase+DTLSEL,R, LOC, Z, WidthBase,LESIZE,ALL,,,4,0.5LSEL, S, LOC, X, dt, Length-dt, !长度方向LESIZE, ALL, , , Length/StepDis,LSEL, S, LOC, Z, dt, WidthClad-dt, !宽度方向LESIZE, ALL, , , 1,LSEL,S,LOC,Z,WidthClad+DT,0.0067-DTLESIZE,ALL,,,4,LSEL,S,LOC,Z,0.0067+DT,WidthBase-DTLSEL,R,LOC,Y,-DT,-HeightBaseLESIZE,ALL,,,4,2LSEL,S,LOC,Z,0.0067+DT,WidthBase-DTLSEL,R,LOC,Y,0LESIZE,ALL,,,4,0.5VSEL,S,LOC,Y,0,HeightDeposition!网格划分TYPE,1MAT,1MSHAPE,0,3DMSHKEY,1VMESH,ALLVSEL,S,LOC,Y,-1,0 !网格划分TYPE,1MAT,1MSHAPE,0,3DMSHKEY,1VMESH,ALLALLSEL,ALL!============================================================================= ==================!基底边界条件、初始条件NSEL, S, LOC, Y, -HeightBase, 0 !基底初始温度IC,ALL,TEMP,InitTempNSEL, S, LOC, Y, -HeightBase, 0 !基底侧面，换热边界条件NSEL, R, LOC, Z, WidthBaseSF, ALL, CONV, CoffConv, TempALLSEL,ALLNSEL, S, LOC, Y, -HeightBase, 0 !基底左端面，换热边界条件NSEL, R, LOC, X, 0SF, ALL, CONV, CoffConv, TempALLSEL,ALLNSEL, S, LOC, Y, -HeightBase, 0 !基底右端面，换热边界条件NSEL, R, LOC, X, LengthSF, ALL, CONV, CoffConv, TempALLSEL,ALLNSEL, S, LOC, Y, 0 !基底上表面，换热边界条件NSEL, R, LOC, Z, WidthClad, WidthBaseSF, ALL, CONV, CoffConv, TempALLSEL,ALLFINISH/SOLU!===============================================================================================!瞬态分析参数设置ANTYPE,4 !分析类型：瞬态!*TRNOPT,FULL !求解方法：完全的N-R方法!*!DELTIM,0.01,0.001,0.05 !载荷子步(默认子步时间步长、最小、最大)——载荷步为0.333NSUBST, 4CNVTOL,HEAT, ,0.01,2,0.000001, !收敛准则：控制热流OUTRES,NSOL,LAST !结果输出：所有!===============================================================================================!杀死单元NSEL, S, LOC, Y, 0, HeightDeposition !杀死熔覆层单元ESLN, S, 1, ALLEKILL,ALLALLSEL,ALLESEL,S,LIVEEPLOTESEL,S,LIVE !激活单元的上表面，指定为对流换热边条NSLE,S,1NSEL,R,LOC,Y,0NSEL,R,LOC,Z,0,RadiusSF,ALL,CONV,CoffConv,TempALLSEL,ALL!===============================================================================================!预热*DO, i, 1, 2m=mod(i,2)*IF,m,EQ,1,THEN !如果为奇数层，向右扫描*DO, k, 1, StepNum, 1TIME,TotalTime*(i-1)+StepTime*k !载荷步结束时间KBC, 1 !载荷步内载荷随时间分布：常数LeftX=StepDis*(k-1)RightX=StepDis*kNSEL, S, LOC, Y, 0ESEL, S, LIVEESLN, R, 0NSLE, S, 1NSEL, R, LOC, x, RightX-2*Radius, RightXNSEL, R, LOC, Z, 0, Radius !激活单元的上表面，加热流密度ESLN, S, 1SFE, ALL, 4, HFLUX, , LaserPower*Factor/Area, , ,ALLSEL, ALLSOLVESAVESFEDELE,ALL,4,HFLUX!删除热流密度载荷ALLSEL, ALLESEL,S,LIVE!激活单元的上表面，指定为对流换热边条NSLE,S,1NSEL,R,LOC,Y,0NSEL, R, LOC, x, LeftX-2*StepDis, RightX-2*StepDisNSEL, R, LOC, Z, O, RadiusSF,ALL,CONV,CoffConv,TempALLSEL,ALLESEL,S,LIVEEPLOT*ENDDO*ELSE !如果为偶数层，向左扫描*DO, k, 1, StepNum, 1TIME,TotalTime*(i-1)+StepTime*k !载荷步结束时间KBC, 1 !载荷步内载荷随时间分布：常数LeftX=Length-StepDis*kRightX=Length-StepDis*(k-1)NSEL, S, LOC, Y, 0ESEL, S, LIVEESLN, R, 0NSLE, S, 1NSEL, R, LOC, x, RightX-2*Radius, RightXNSEL, R, LOC, Z, 0, Radius !激活单元的上表面，加热流密度ESLN, S, 1SFE, ALL, 4, HFLUX, , LaserPower*Factor/Area, , ,ALLSEL, ALLSOLVESAVESFEDELE,ALL,4,HFLUX!激活单元的上表面，删除载荷ALLSEL, ALLESEL,S,LIVE!激活单元的上表面，指定为对流换热边条NSLE,S,1NSEL,R,LOC,Y,0NSEL, R, LOC, x, LeftX-2*StepDis, RightX-2*StepDisNSEL, R, LOC, Z, O, RadiusSF,ALL,CONV,CoffConv,TempALLSEL,ALLESEL,S,LIVEEPLOT*ENDDO*ENDIF*ENDDOESEL,S,LIVEEPLOT!===============================================================================================!熔覆*DO, i, 1, Layer, 1m=mod(i,2)*IF,m,EQ,1,THEN !如果为奇数层，向右扫描*DO, k, 1, StepNum, 1TIME,TotalTime*(i+1)+StepTime*k !载荷步结束时间KBC, 1 !载荷步内载荷随时间分布：常数LeftX=StepDis*(k-1)RightX=StepDis*kNSEL, S, LOC, Y, HeightDeposition/Layer*(i-1),HeightDeposition/Layer*iNSEL, R, LOC, x, LeftX, RightXESLN, S, 1EALIVE,ALLALLSEL, ALLNSEL, S, LOC, Y, HeightDeposition/Layer*(i-1),HeightDeposition/Layer*iNSEL, R, LOC, x, RightX-2*Radius, RightXNSEL, R, LOC, Z, 0, Radius !激活单元的上表面，加热流密度ESLN, S, 1SFE, ALL, 4, HFLUX, , LaserPower*Factor/Area, , ,ALLSEL, ALLESEL,S,LIVE!激活单元的表面，如果包含左端面，指定为对流换热边条NSLE,S,1NSEL,R,LOC,X,0NSEL,R,LOC,Y,HeightDeposition/Layer*(i-1), HeightDeposition/Layer*iSF,ALL,CONV,CoffConv,TempALLSEL,ALLESEL,S,LIVE!激活单元的表面，如果包含右端面，指定为对流换热边条NSLE,S,1NSEL,R,LOC,X,LengthNSEL,R,LOC,Y,HeightDeposition/Layer*(i-1), HeightDeposition/Layer*iSF,ALL,CONV,CoffConv,TempALLSEL,ALLESEL,S,LIVE!激活单元的侧面，指定为对流换热边条NSLE,S,1NSEL,R,LOC,Z,WidthCladNSEL,R,LOC,Y,HeightDeposition/Layer*(i-1), HeightDeposition/Layer*iSF,ALL,CONV,CoffConv,TempALLSEL,ALLSOLVESAVESFEDELE,ALL,4,HFLUX!删除热流密度载荷ALLSEL, ALLESEL,S,LIVE!激活单元的上表面，指定为对流换热边条NSLE,S,1NSEL,R,LOC,Y,HeightDeposition/Layer*iNSEL, R, LOC, x, LeftX-2*StepDis, RightX-2*StepDisSF,ALL,CONV,CoffConv,TempALLSEL,ALLNSEL,S,LOC,Y,HeightDeposition/Layer*(i-1) !激活单元的下表面，删除对流换热边条ESEL, S, LIVEESLN, R, 0NSLE, S, 1NSEL, R, LOC, x, LeftX-2*StepDis,RightX-2*StepDisNSEL, R, LOC, Z, 0, RadiusNSEL, U, LOC, Y, HeightDeposition/Layer*iESLN, S, 1NSEL, R, LOC, Y,HeightDeposition/Layer*(i-1)SFDELE, ALL, CONVALLSEL,ALLESEL,S,LIVEEPLOT*ENDDO*ELSE !如果为偶数层，向左扫描*DO, k, 1, StepNum, 1TIME,TotalTime*(i+1)+StepTime*k !载荷步结束时间KBC, 1 !载荷步内载荷随时间分布：常数LeftX=Length-StepDis*kRightX=Length-StepDis*(k-1)NSEL, S, LOC, Y, HeightDeposition/Layer*(i-1),HeightDeposition/Layer*iNSEL, R, LOC, x, LeftX, RightXESLN, S, 1EALIVE,ALLALLSEL, ALLNSEL, S, LOC, Y, HeightDeposition/Layer*(i-1),HeightDeposition/Layer*iNSEL, R, LOC, x, LeftX, LeftX+2*RadiusNSEL, R, LOC, Z, 0, Radius !激活单元的上表面，加热流密度ESLN, S, 1SFE, ALL, 4, HFLUX, , LaserPower*Factor/Area, , ,ALLSEL, ALLESEL,S,LIVE!激活单元的表面，如果包含左端面，指定为对流换热边条NSLE,S,1NSEL,R,LOC,X,0NSEL,R,LOC,Y,HeightDeposition/Layer*(i-1), HeightDeposition/Layer*iSF,ALL,CONV,CoffConv,TempALLSEL,ALLESEL,S,LIVE!激活单元的表面，如果包含右端面，指定为对流换热边条NSLE,S,1NSEL,R,LOC,X,LengthNSEL,R,LOC,Y,HeightDeposition/Layer*(i-1), HeightDeposition/Layer*iSF,ALL,CONV,CoffConv,TempALLSEL,ALLESEL,S,LIVE!激活单元的侧面，指定为对流换热边条NSLE,S,1NSEL,R,LOC,Z,WidthCladNSEL,R,LOC,Y,HeightDeposition/Layer*(i-1), HeightDeposition/Layer*iSF,ALL,CONV,CoffConv,TempALLSEL,ALLSOLVESAVESFEDELE,ALL,4,HFLUX!激活单元的上表面，删除载荷ALLSEL, ALLESEL,S,LIVE!激活单元的上表面，指定为对流换热边条NSLE,S,1NSEL,R,LOC,Y,HeightDeposition/Layer*iNSEL, R, LOC, x, LeftX+2*StepDis, RightX+2*StepDisSF,ALL,CONV,CoffConv,TempALLSEL,ALLNSEL,S,LOC,Y,HeightDeposition/Layer*(i-1) !激活单元的下表面，删除对流换热边条ESEL, S, LIVEESLN, R, 0NSLE, S, 1NSEL, R, LOC, x, LeftX+2*StepDis,RightX+2*StepDisNSEL, R, LOC, Z, 0, RadiusNSEL, U, LOC, Y, HeightDeposition/Layer*iESLN, S, 1NSEL, R, LOC, Y,HeightDeposition/Layer*(i-1)SFDELE, ALL, CONVALLSEL,ALLESEL,S,LIVEEPLOT*ENDDO*ENDIF*ENDDOESEL,S,LIVEEPLOT!===============================================================================================!冷却!==============================================================================!~100s*DO, k, 1, 2, 1TIME,TotalTime*(Layer+2)+50*k!载荷步结束时间NSUBST, 5KBC, 1SOLVESAVE*ENDDO!==============================================================================!~1000s*DO, k, 1, 9, 1TIME,TotalTime*(Layer+2)+100+100*k!载荷步结束时间NSUBST, 5KBC, 1SOLVESAVE*ENDDO!==============================================================================!~3000s*DO, k, 1, 10, 1TIME,TotalTime*(Layer+2)+1000+200*k!载荷步结束时间NSUBST, 5KBC, 1SOLVESAVE*ENDDO!==============================================================================!~10000s*DO, k, 1, 14, 1TIME,TotalTime*(Layer+2)+3000+500*k!载荷步结束时间NSUBST, 5KBC, 1SOLVESAVE*ENDDO FINISH【我的硕士论文的一部分】求解应力场!修改速度、时间子步步长、载荷文件位置!如果修改基底的热膨胀系数，要修改宏文件!单位制:米、秒、摄氏度/CLEAR,START/FILNAME,stress,0/COM,ANSYS RELEASE 10.0 UP20050718 20:15:52 09/10/2007/CONFIG, NRES, 5000/PREP7/PAGE, 1000, , 1000,/VIEW,1,1,2,3/ANG,1/REP,FAST!*!===============================================================================================!指定单元ET,1,45!*!*!===============================================================================================!材料属性!=====================================================================!316LMPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,1,,7850MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,ALPX,1,,1.75E-005MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,20MPTEMP,2,300MPTEMP,3,600MPTEMP,4,900MPTEMP,5,1300 MPDATA,EX,1,,2.0E+11MPDATA,EX,1,,1.7E+11 MPDATA,EX,1,,1.5E+11MPDATA,EX,1,,5.0E+10 MPDATA,EX,1,,0.4E+10MPDATA,PRXY,1,,0.25MPDATA,PRXY,1,,0.25MPDATA,PRXY,1,,0.25MPDATA,PRXY,1,,0.25MPDATA,PRXY,1,,0.25TB,KINH,1,5,4,0TBTEMP,20TBPT,,0,0TBPT,,7E-4,1.4E8TBPT,,0.0012,1.83E8TBPT,,0.1,2.16E9TBTEMP,300TBPT,,0,0TBPT,,5.5E-4,9.35E7TBPT,,0.0012,1.27E8TBPT,,0.1,1.84E9TBTEMP,600TBPT,,0,0TBPT,,3.2E-4,4.8E7TBPT,,0.0012,7.19E7TBPT,,0.1,1.54E9TBTEMP,900TBPT,,0,0TBPT,,2.5E-4,1.25E7TBPT,,0.0012,5.1E7TBPT,,0.1,5.45E8TBTEMP,1300TBPT,,0,0TBPT,,2.5E-4,1E6TBPT,,0.00375,1.13E7TBPT,,0.1,7.05E7!=====================================================================!A3ExpandCoeff=1.75E-005!structural->nonlinear->inelastic->rate independent->kinematic hardeningplasticity->mises plasticity->bilinear!===============================================================================================!定义常量WidthBase=0.025 !宽度HeightBase=0.02 !基底高度Length=0.09 !长度WidthClad=0.0015 !宽度HeightDeposition=0.00375 !覆层高度Layer=15 !层数HeightClad=HeightDeposition/layerdt=0.0001 !小量Temp=20 !环境温度InitTemp=300 !初始温度CoffConv=30 !对流换热系数!===============================================================================================!定义常量Velocity=0.003 !扫描速度StepDis=0.0015 !每个载荷步位移LaserPower=700 !激光功率Radius=0.0015 !激光光斑半径Area=3.14159265*(Radius**2) !激光光斑面积Factor=0.3 !吸收因子StepTime=StepDis/Velocity !每个载荷步时间TotalTime=(Length+Radius*2)/Velocity !载荷持续时间(扫描一层) StepNum=(Length+Radius*2)/StepDis !载荷步数!===============================================================================================!建模BLOCK,0,Length,0,-0.0066,0,WidthClad,BLOCK,0,Length,0,-0.0066,WidthClad,0.0067BLOCK,0,Length,-0.0066,-HeightBase,0,WidthClad,K, ,0,0,WidthBase,K, ,Length,0,WidthBase,K, ,0,-HeightBase,WidthBase,K, ,Length,-HeightBase,WidthBase,V, 16, 13, 27, 25, 15, 14, 28, 26V, 24, 21, 27, 13, 23, 22, 28, 14BLOCK,0,Length,0,HeightDeposition,0,WidthClad,VGLUE,ALLNUMCMP,ALL!===============================================================================================!划分网格LSEL, S, LOC, Y, dt, HeightDeposition-dt, !高度方向LESIZE, ALL, , , Layer,LSEL,S,LOC,Y,-DT,-0.0066+DTLSEL,R,LOC,X,0LESIZE,ALL,,,4,2LSEL,S,LOC,Y,-DT,-0.0066+DTLSEL,R,LOC,X,LengthLESIZE,ALL,,,4,0.5LSEL,S,LOC,Y,-0.0066-DT,-HeightBase+DTLSEL,R, LOC, Z, 0, WidthBase-DT,LESIZE,ALL,,,4,2LSEL,S,LOC,Y,-0.0066-DT,-HeightBase+DTLSEL,R, LOC, Z, WidthBase,LESIZE,ALL,,,4,0.5LSEL, S, LOC, X, dt, Length-dt, !长度方向LESIZE, ALL, , , Length/StepDis,LSEL, S, LOC, Z, dt, WidthClad-dt, !宽度方向LESIZE, ALL, , , 1,LSEL,S,LOC,Z,WidthClad+DT,0.0067-DTLESIZE,ALL,,,4,LSEL,S,LOC,Z,0.0067+DT,WidthBase-DTLSEL,R,LOC,Y,-DT,-HeightBaseLESIZE,ALL,,,4,2LSEL,S,LOC,Z,0.0067+DT,WidthBase-DTLSEL,R,LOC,Y,0LESIZE,ALL,,,4,0.5VSEL,S,LOC,Y,0,HeightDeposition!网格划分TYPE,1MAT,1MSHAPE,0,3DMSHKEY,1VMESH,ALLVSEL,S,LOC,Y,-1,0 !网格划分TYPE,1MAT,1MSHAPE,0,3DMSHKEY,1VMESH,ALLALLSEL,ALLVSEL,S,LOC,Y,-0.0066-DT,-HeightBase+DT!删除热影响区外的单元VSEL,A,LOC,Z,0.0067+DT,WidthBase-DTVCLEAR,ALLVDELE,ALL, , ,1ALLSEL,ALLFINISH!===============================================================================================!瞬态分析参数设置/SOLANTYPE,4 !分析类型：瞬态TRNOPT,FULL !求解方法：对于材料非线性，这是唯一的方法NLGEOM,on !大变形分析LNSRCH, onNSUBST, 4NEQIT,30CNVTOL,U,,0.05,2,, !收敛准则：控制位移CNVTOL,F,,0.01,2, !收敛准则：控制力OUTRES,NSOL,LAST !结果输出：TREF, Temp!===============================================================================================!杀死单元NSEL, S, LOC, Y, 0, HeightDeposition !杀死熔覆层单元ESLN, S, 1EKILL,ALLALLSEL,ALLESEL,S,LIVEEPLOTNSEL,S,LOC,Z,0 !对称边条（相当于三个约束，UZ,ROTX,ROTY）D,ALL,UZ,0NSEL,S,LOC,Y,-0.0066 !固定中心点（增加两个约束，UX,UY）NSEL,R,LOC,Z,0NSEL,R,LOC,X,length/2D,ALL,ALL,0NSEL,S,LOC,Y,-0.0066,0 !固定中心线（增加一个约束，ROTZ）NSEL,R,LOC,Z,0NSEL,R,LOC,X,length/2D,ALL,UX,0ALLSEL,ALLSAVE!===============================================================================================!熔覆*DO,m,1,Layerk=mod(m,2)*IF,K,EQ,1,THEN*DO,n,1,StepNum,KBC,0TIME,TotalTime*(m-1)+StepTime*nLeftX=StepDis*(n-1)RightX=StepDis*nNSEL, S, LOC, Y, HeightDeposition/Layer*(m-1),HeightDeposition/Layer*m !熔覆层生长NSEL, R, LOC, x, LeftX, RightXESLN, S, 1EALIVE,ALLALLSEL, ALLLDREAD,TEMP,StepNum*(m+1)+n,last,, ,'temp','rth','F:\temp\differentvelocity\3' !读取体载荷NSEL,S,BF,TEMP,1300,3000BF, ALL, TEMP, 1300ESEL,S,LIVE!显示生单元EPLOTALLSEL,ALLMyDBC!宏命令ALLSEL,ALLSOLVESAVE*ENDDO*ELSEIF,K,EQ,0,THEN*DO,n,1,StepNum,KBC,0TIME,TotalTime*(m-1)+StepTime*nLeftX=Length-StepDis*(n-1)RightX=Length-StepDis*nNSEL, S, LOC, Y, HeightDeposition/Layer*(m-1),HeightDeposition/Layer*mNSEL, R, LOC, x, LeftX, RightXESLN, S, 1EALIVE,ALLALLSEL, ALLLDREAD,TEMP,StepNum*(m+1)+n,last,, ,'temp','rth','F:\temp\differentvelocity\3'NSEL,S,BF,TEMP,1300,3000BF, ALL, TEMP, 1300ESEL,S,LIVE!显示生单元EPLOTALLSEL,ALLMyDBC!宏命令ALLSEL,ALLSOLVESAVE*ENDDO*ENDIF*ENDDO!===============================================================================================!冷却*DO, k, 1, 35, 1TIME,TotalTime*Layer+0.5*k!载荷步结束时间NSUBST, 4KBC, 0 !载荷步内载荷随时间分布：常数LDREAD,TEMP,StepNum*(Layer+2)+K,last,, ,'temp','rth','F:\temp\different velocity\3'NSEL,S,BF,TEMP,1300,3000BF, ALL, TEMP, 1300ESEL,S,LIVE!显示生单元EPLOTALLSEL,ALLMyDBC!宏命令ALLSEL,ALLSOLVESAVE*ENDDOESEL,S,LIVEEPLOTFINISH【补充】其中的宏命令是加比较复杂的位移边条，可以去掉，然后加上你需要的边界条件即可；。
一种基于abaqus的磨损仿真模拟方法
一种基于abaqus的磨损仿真模拟方法摘要：本文介绍了一种基于abaqus的磨损仿真模拟方法。
该方法基于ABAQUS软件，通过建立磨损模型，模拟磨损过程，进而对磨损机理进行分析。
通过实验验证，该方法可以较为准确地预测材料的磨损情况，为材料的研发提供了一种新的手段。
关键词：abaqus；磨损；仿真；模拟；磨损机理一、引言磨损是材料在使用过程中不可避免的现象，它不仅会降低材料的性能，还会导致零部件的失效。
因此，研究材料的磨损机理和磨损特性对于提高材料的使用寿命和性能具有重要的意义。
目前，磨损研究主要采用实验方法和理论分析方法。
实验方法可以直观地观察材料的磨损情况，但是实验成本较高，且无法准确地确定磨损机理。
理论分析方法可以通过建立磨损模型，模拟磨损过程，进而对磨损机理进行分析。
这种方法不仅可以准确地预测材料的磨损情况，还可以为材料的研发提供一种新的手段。
ABAQUS是一种广泛应用于工程计算领域的有限元软件。
它可以建立各种复杂的模型，模拟各种力学问题，包括材料的磨损。
因此，本文提出了一种基于ABAQUS的磨损仿真模拟方法，以期为材料的研发提供一种新的手段。
二、建立磨损模型磨损模型是磨损仿真的关键。
目前，磨损模型主要分为经验模型和物理模型两种。
经验模型是基于实验数据建立的，可以预测材料的磨损情况，但是无法解释磨损机理。
物理模型是基于材料的本质特性建立的，可以解释磨损机理，但是需要大量的实验数据进行验证。
本文采用了一种基于物理模型的磨损模型。
该模型基于Archard 磨损理论，假设磨损是由于材料表面微小的凸起和凹陷之间的摩擦所引起的。
根据Archard磨损理论，磨损率W可以表示为：W = kH / (ρv)其中，k是比例常数，H是材料的硬度，ρ是材料的密度，v是相对速度。
该模型可以准确地预测材料的磨损情况，并且可以解释磨损机理。
三、模拟磨损过程模拟磨损过程是磨损仿真的核心。
本文采用了ABAQUS软件模拟磨损过程。
基于ABAQUS的支架感应淬火的残余应力的模拟
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基于ABAQUS的支架感应淬火的残余应力的模拟有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。
在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求，由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。
有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。
在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求，由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。
表面感应淬火是一种工程中常用的热处理工艺，其原理是使用感应器，来对工件的局部进行加热，然后迅速冷却，从而使工件表面产生残余压应力，抵消工件载荷所产生的一部分拉应力。
表面感应淬火可显著提高工件弯曲疲劳抗性和扭转疲劳抗性，工件表面产生的马氏体组织具有很好的抗磨性。
感应加热的基本原理：将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。
这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。
感应表面淬火后的性能：1．表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高 2～3 个，单位（HRC）。
2．耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。
这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。
3．疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。
对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。
根据Abaqus的冲压模具仿真
板件冲压成型分析、背景描述当前，制造行业加工工艺的趋势正朝着高新技术的方向发展。
由于新产品、新技术的开发成本太高、开发时间过长，加上开发成果没有保障，越来越多的公司在研发、制造过程中开始注重仿真技术的应用。
采用ABAQUS对加工工艺进行模拟有着诸多优点：1•数值模拟减少了耗时的原型实验，缩短了产品投放市场的时间；2.合理的参数设计可以降低对工件的损耗；3•合理的坯料设计，减少了飞边，也减少原材料的浪费；4•对模具的设计、加工提供合理建议；5•优化加工过程，提高产品成型质量；采用ABAQUS进行仿真模拟的目的：1.节约开发成本2•加快研发速度3•提高产品质量、问题描述1、本实例是关于板件的冲压成型仿真模拟，图1为拉延模具三维实体，图2为模具上模的刚性实体，图3为模具下模的刚性实体，图4为模具压边圈的刚性实体，图5为毛坯的初始形状，其中定义上模、压边圈、下模为离散刚性的, 即在模拟过程中假设这几个部件不发生变形，只有毛坯件发生变形，完成冲压, 在分析过程中定义毛坯为可变性的。
图1拉延模三维模型图2模具上模刚性实体图3模具下模刚性实体图4压边圈刚性实体图5毛坯初始形状2、将上述模具四部分进行装配，其中上模在最上端，下模在最下端，压边圈在下模上，毛坯在压边圈下方下模上放着，在模具冲压的过程中，下模固定不动,由上模向下运动来实现板料的冲压成型，压边圈在上模下压之前已将将板料压紧，防止板料在拉伸的过程毛坯串动，和提高拉伸后型面质量。
拉着板料的边缘, 使拉伸时板料不易起皱。
下图6模具为在abaqus中的装配体。
图6模具装配体3、定义毛坯的材料属性，进入属性模块，定义新材料名称为steel，该材料的密度为7.85E-9，杨氏模量为210000，泊松比为0.31，定义塑性属性为图7所示，True stress Log plastic(MPa) strai n91 0.0131 0.159 10-2171 0.649 10-2211 0.177 10-1251 0.395 10-1291 0.776 10-1图7材料的属性定义4、创建截面类型别壳，类型为均质的截面，同时将截面特性赋予给毛坯。
基于ABAQUS的金属切削过程中刀具温度场模拟研究(45steel)
1 金属切削温度场理论
在金属切削过程中 ,热量的产生是由于加工过 程中工件塑性变形 、刀具的前刀面与切屑以及后刀 面与工件已加工表面之间的摩擦耗散能量造成的 。 局部能量耗散产生的热量因切削速度较高而没有足 够的时间扩散出去 。因此 ,从传热学的角度 ,该过程
的数学描述. 工具技术 ,1998 ,32 (8) :9～13 5 Chyan H C , Ehmann K F. Curved helical drill2points for micro2
hole drilling. Proc. Instn. Mech. Engrs. Part B :Journal of Engi2 neering Manufacture ,2002 , (216) :61～75 6 茆诗松 ,王玲玲. 可靠性统计. 上海 : 华东师范大学出版 社 ,1984 7 叶慈南 ,曹伟丽. 应用数理统计. 北京 :机械工业出版社 , 2004
根据机械工业出版社的要求 ,作者在“QPQ 盐浴复合处理技术”一书的基础上做了大规模的修改 ,补充了 作者近 10 多年来的大量科研成果和试验数据 。同时也纳入了国外的最新研究成果 ,特别是理论研究方面新 的试验结果 。
新书叙述了 QPQ 技术的开发过程 、技术特点 、渗层基本原理 、渗层组织和性能 、生产操作 、实际应用和深 层 QPQ 技术等内容 。
收稿日期 :2008 年 5 月
可以被认为是绝热的 。金属切削加工所产生的热主 要集中在第 I 和第 II 变形区 ,如图 1 所示 。在第 I 变形区 ,工件以较高的应变率承受大的剪切变形 ,所 以该区域温度的升高主要是由塑性变形产生的 。在 第 II 变形区 ,温度的升高主要是由刀屑之间的摩擦 相互作用产生的 。
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基于Abaqus的法兰盘的感应淬火的残余应力场仿真
载运工具运用工程1001班吴越S1004105
一．仿真对象的提出与建模要点：
表面感应淬火是一种常见的热处理工艺，其原理是使用感应器来对工件的局部进行加热，然后迅速冷却，从而使工件表面产生残余压应力（residual stress），抵消工件在工作中的载荷所产生的一部分拉应力。
表面淬火可显著提高工件弯曲疲劳抗力和扭转疲劳抗力，工件表面产生的马氏体具有良好的耐磨性。
本例中，法兰盘经过表面感应淬火后，淬硬层如图-1所示，由试验测得法兰盘的内援交表面残余压应力约为-420MPa。
法兰盘的一端固定，另一端的整个端面受到向下的面载荷p=100MPa。
法兰盘内孔直径24mm，材料的弹性模量为210000MPa，泊松比为0.3，线胀系数为1.35e-5/℃。
要求模拟感应淬火所产生的残余应力场，并分析此残余应力在缓和应力集中方面所起的作用。
图-1 淬硬层由红色区域180°扫略生成
使用Abaqus可以模拟感应淬火的完整过程，即通过分析工件和感应器之间以及工件和冷却液之间的传热过程来确定工件的温度场，从而得到相应的塑性应变场和冷却后的残余应力场。
但是这一模拟过程比较复杂，我们选择一种模拟残余应力场的简化方法：设置整个模型的初始温度为20℃，在分析步（Step）中令淬硬层区域的温度升高至某个温度值T high（如120℃），其余区域的温度仍保持在20℃。
这种温度差异会使高温区域产生压应力，相当于所要模拟的残余压应力。
经过几次试算，就可以找到合适的T high，使法兰盘的内圆角的表面压应力与试验结果大致吻合。
施加工作载荷时，仍保持上述温度场不变，就可以模拟在残余应力作用下的应力场。
上述方法的优点是比较简便，不必进行复杂的传热分析和热弹塑性分析，并且通用性强，可以用于模拟各种不同工艺所产生残余应力场，但其缺点是模拟精度不高，通过选择T high 只能保证工件局部区域的压应力值较准确，一种改进方法是为淬硬层的不同区域设定不同的温度值T high，从而得到与试验结果更加接近的残余应力场。
在本例中，为简单起见，值为整个淬硬层设定单一的温度值T high=120℃。
二．零件建模：
本分析过程需要考虑以下问题：
（1）此问题研究的是结构的静态响应，所以分析步选择S tatic，General（使用Abaqus/Standard为求解器）。
（2）尽管几何模型和残余应力场都具有几何对称性，但是端面上的载荷不具有轴对称性，因此需要建立三维实体模型。
（3）基于结构和载荷的对称性，只对法兰盘的一半进行建模。
（4）由于关心的是应力集中部位的应力状态，所以在模型中使用C3D20R单元（20节点六面体二次缩减积分实体单元）。
该法兰盘的二维CAD模型已经在绘图软件中建好如图-2所示，直接导入Abaqus，使用sweep（扫略）功能构建三维实体，如图-1所示。
图-2 主要几何参数
在扫略完成后，根据图-2中不规则弧线CD（淬硬层分界线）分割实体，将实体分割为淬硬层和非淬硬层。
完成后即可划分网格。
设置全局种子（seed），其种子间距设为2.8mm（Approximate Global Size=2.8）；淬硬层种子间距设为1.5mm。
工件模型边上的种子则是根据种子数布置，每条180°的边线上均布30个种子。
完成种子设置后，即可根据如下表-1、2要求设置网格参数，并将单元类型设为Quadratic （二次单元），单元类型选择为C3D20R。
完成后即可划分出合适的网格，如图-3所示。
表-1 非淬硬层网格参数
表-2 淬硬层网格参数
图-3 网格划分
三．定义分析步、边界条件和载荷施加：
本仿真过程中，包含三个分析步：
（1）High Temper-no load，令淬硬层区域的温度升高至120℃，其余温度仍保持在20℃，不施加外载荷，模拟工件的残余应力场。
（2）High Temper-with load，保持上述温度场不变（相应的残余应力也不会变），施加外载荷p=100MPa
（3）Low Temper-with load，令整个工件的温度都变为20℃（即去掉残余应力），保持外载荷p=100MPa不变，从而得到没有残余应力时的应力场，用来与第二个分析步的结果相比较。
边界条件包括：
（1）固支边界条件：在初始步（Initial）中，将法兰盘端面固支。
（2）对称边界条件：在初始步中，将法兰盘全体对称。
定义面载荷，设置外载荷在较小端面为沿x轴负方向的100MPa。
四．分析求解及结果分析：
经过Abaqus仿真计算可得如图-4所示结果，High Temper-no load分析步中，残余压应力即为最小主应力σmin=-403.7MPa，与试验结果-420MPa基本吻合。
所以本例将温度设为120℃是基本可行的，当然也可以进一步的调节温度以获得更精确结果。
图-4
如图-5、6所示，在内圆角节点4226处，第一分析步中，其残余压应力为-271MPa。
在第二分析步中，其残余压应力为416MPa。
在第三个分析步中，其为680MPa。
在此节点处，最大主应力大致等于残余压应力的值。
图-5
图-6
可见残余压应力在这个节点处有显著降低，而且从整体上来看，其残余压应力也是显著
降低的。
此节点处的最大主应力的变化量大致等于残余压应力的值。