abaqus切削模拟教程

零件分离线，工件网格划分与此相同
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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
2.控制网格形状，三角形，技术自由
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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’
1.刀具‘密度’‘杨氏模量’3.设置‘热传导率’‘比热’
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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’
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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Abaqus建立零件模型
采用单位： N，Pa，m， S，K，J
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Abaqus建立零件模型
其他零件尺寸如下：
• 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
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’
6.点‘热学’‘比热’，输入参数
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Abaqus赋予材料属性
创建材料GH4169_FAIL的参数：
1.点
，选GH4169，‘复制’，
武汉理工大学
基于Abaqus的刀具切削仿真
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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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Abaqus的界面介绍
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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
3.建‘Section_TOOL’,赋予 材料‘TOOL_M’
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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
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Abaqus模型装配
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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
GH4169为合金钢，将会 赋予给未撕裂的切屑和工件
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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
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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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
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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
命名‘GH4169_FAIL’
2.选‘GH4169_FAIL’，点‘编辑’‘力学’
‘延性金属损伤’‘剪切损伤’，破坏机 制参数如下
3.点‘子选项’‘损伤演化’ ‘破坏位移参数’如下
GH4169_FAIL赋予给分离线， 破坏到一定程度，网格开裂
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Abaqus赋予材料属性
创建刀具TOOL-M的参数：
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
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Abaqus定义分析步与输出
定义分析步：
1.点
，建分析步‘Unsteady cutting’ 2.时间长度设为2E-5，几何非线性
插在初始步后，参数设置如下
设为‘开’
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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
，命名‘int2-.c力on学’分别定义‘切向行为’ 3.定义热传导，定义传导率
‘法向行为’
与距离的函数对应关系如下
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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
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Abaqus定义表面与接触
定义接触对： 总共有5对接触
2.菜单栏，‘工具’‘创建面’
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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
TOOL_FACE
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Abaqus定义表面与接触
定义接触性质：
1.点 ,继续
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
便于施加载荷和输出切削力
如图
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Abaqus赋予材料属性
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
常用操作：
导入模型 阵列
平移实例
旋转实例
合并、切割实例
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Abaqus模型装配
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）
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Abaqus定义分析步与输出
常用操作：
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
2，按相同方法，按实际接触 定义其他4对接触
，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
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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