基于ABAQUS的板材冲压仿真及回弹分析PPT课件

1、华南理工大学模具研究室华南理工大学模具研究室基于ABAQUS的板材冲压仿真及回弹分析 L1.2主要内容 一、一、ABAQUS概述概述What is ABAQUS? ABAQUS有限元软件的功能ABAQUS/CAE的优势 ABAQUS/CAE的基本流程 二、典型实例讲解二、典型实例讲解叶片板冲压回弹叶片板冲压回弹Springback of two-dimensional draw bending（二维弯曲回弹模拟） 三、常见问题讨论三、常见问题讨论华南理工大学模具研究室华南理工大学模具研究室ABAQUS的概述L1.41.1ABAQUS, Inc.? 创建于创建于 1978年年 2005年年 和和

2、Dassault Systmes 公司合并公司合并 总部位于总部位于Providence, Rhode Island (USA) ABAQUS 被广泛地认为是功能非常强的非线性有限元软件，可以被广泛地认为是功能非常强的非线性有限元软件，可以分析复杂的结构力学系统，尤其能够驾驭非常庞大复杂的问题和分析复杂的结构力学系统，尤其能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。模拟高度非线性问题。L1.51.2What is ABAQUS? ABAQUS是一组有限元分析模块L1.6What is ABAQUS? ABAQUS的核心是它的求解器模块，的核心是它的求解器模块，ABAQUS/Standard

3、和和ABAQUS/Explicit, 是互相补充的、集成的分析模块。是互相补充的、集成的分析模块。 ABAQUS/Standard是通用的有限元分析模块。它可以分析多种不同类型的问题，其中包括许多非结构问题。 ABAQUS/Explicit是显式的动力学有限元分析模块。 ABAQUS/CAE将分析模块集成于Complete ABAQUS Environment，用于建模、管理、监控 ABAQUS的分析过程和结果的可视化处理。L1.71.3ABAQUS 1.3ABAQUS 有限元软件的功能 线性静力学线性静力学, 动力学动力学, 和热传导和热传导 例如例如 应力应力, 振动振动, 声场声场, 地

4、质力学地质力学, 压电效应压电效应, 等等 汽车、飞机机身等的静力和动力学响应汽车、飞机机身等的静力和动力学响应, 结构刚度结构刚度, 等等 非线性和瞬态分析非线性和瞬态分析 接触接触, 塑性失效塑性失效, 断裂和磨损断裂和磨损, 复合材料复合材料, 超弹性超弹性 等等 汽车碰撞汽车碰撞, 电子器件跌落电子器件跌落, 冲击和损毁等冲击和损毁等 多体动力学分析多体动力学分析 同时结合刚体同时结合刚体, 线性柔体线性柔体, 和非线性柔体模拟各种连接件等和非线性柔体模拟各种连接件等 应用在：汽车运动应用在：汽车运动, 高速机械高速机械, 微机电系统微机电系统MEMS, 航空航天机构航空航天机构, 医

5、疗器械医疗器械, 等等L1.8ABAQUS/CAE main user interface1.4ABAQUS/CAE的优势 将建模、分析、作业管理和结果评将建模、分析、作业管理和结果评估无缝集成。估无缝集成。 可以为具体的应用系统定制界面。可以为具体的应用系统定制界面。 与与Ansys、Marc等通用有限元软件等通用有限元软件相比，相比，Abaqus在单元种类、材料在单元种类、材料模型、丰富的用户子程序接口等方模型、丰富的用户子程序接口等方面都有着显著的优势。面都有着显著的优势。L1.9 模型树模型树 模型树使得对你的模型以及模型包含的对象可以有一个图形上的直观概述 模型 查询/审核 例如,

6、显示截面, 材料, 当前定义的约束的数目 显示某些特征/项目的状态 (无效的部件, 隐藏的特征) ABAQUSABAQUS模型数据的全面视角模型数据的全面视角ABAQUS/CAE的基本特征优势L1.101.5ABAQUS/CAE的基本流程创建部件的几何模型（如果需要，还需创建区域）为初始构型定位部件。如果模型中只包含一个部件，装配件将被自动创建。将装配件分割成可以分网的区域并划分网格定义分析步和输出需求定义材料定义部件区域的截面属性为部件或区域定义和分配截面属性为区域、集定义接触或其他形式的相互作用，并在指定的分析步应用它们为区域或集指定载荷、边界条件和场，并在指定的分析步应用它们提交、管理、

7、并监控分析作业检验结果PartAssemblyStepLoadMeshVisualizationPropertyInteractionJobL1.111.5.11.5.1量纲量纲 在建立模型前，必须先决定量纲系统。在建立模型前，必须先决定量纲系统。ABAQUS没有固定的量纲系统没有固定的量纲系统,但一但一个问题所有的输入数据只能用同一个量纲系统个问题所有的输入数据只能用同一个量纲系统,下表为常用的量纲系统。下表为常用的量纲系统。表表21 常用量纲常用量纲L1.12可变形部件: 轴机架离散刚体部件：任意形状的刚体冲垫（带有可变形的毛坯）解析刚体部件：旋转的刚性扎滚（带有可变形的金属原料）1.5.

8、2 定义部件(part) 可以创建模型的部件类型可以创建模型的部件类型可变形部件可变形部件任意形状的，可以包含不同维数的特征（实体、表面、线）；在载荷作用下可以变形。离散刚体部件离散刚体部件任意形状的；在载荷作用下不可以变形。解析刚体部件解析刚体部件只可以用直线、圆弧和抛物线创建的形状；在载荷作用下不可以变形。 可以通过三种方法定义部件几何体：可以通过三种方法定义部件几何体：直接由直接由ABAQUS/CAE创建创建从从CAD系统导入系统导入本地的CAD几何体中性格式作为作为ABAQUS (孤立孤立)网格导入网格导入L1.131.5.3 Property 材料塑性的定义材料塑性的定义 在在ABA

9、QUS中必须用真实应力和真是应变定义中必须用真实应力和真是应变定义塑性。大多数实验数据常常是名义应力和名义应变的塑性。大多数实验数据常常是名义应力和名义应变的值给出的。这时，必须应用转换公式（见入门指南）值给出的。这时，必须应用转换公式（见入门指南）把塑性材料的数据从名义应力把塑性材料的数据从名义应力/应变的值转换为真实应变的值转换为真实应力应力/应变值。应变值。L1.141.5.4 Interaction在在ABAQUS中定义接触：中定义接触：定义接触面（从面和主面）定义接触面（从面和主面）接触相互作用接触相互作用小滑动与有限滑动小滑动与有限滑动摩擦摩擦主面：主面：刚体刚体从面：从面：变形体

10、变形体L1.151.5.5 Load 施加边界条件施加边界条件 在在ABAQUS中平移自由度和旋转自由度中平移自由度和旋转自由度的正方向规定如下：的正方向规定如下：1. 方向1的平移：U12. 方向2的平移：U23. 方向3的平移：U34. 绕轴1的旋转：UR15. 绕轴2的旋转：UR26. 绕轴3的旋转：UR3 施加载荷 施加载荷施加载荷 在加完约束后就应当在结构的底部加载荷。在ABAQUS里，载荷通常是指从初始状态下使结构响应发生变化的各种因素，如：集中力压力非零边界条件温度（材料热膨胀特性被定义后）L1.16单元类型（单元类型（Family） A family of finite ele

11、ments is the broadest category used to classify elements. 同类型单元有很多相同的基本特。Elements in the same family share many basic features.同种类单元又有很多变化：There are many variations within a family. 1.5.6 Elements in ABAQUSspecial-purpose elements like springs, dashpots, and massescontinuum (solid elements)shell ele

12、mentsbeam elementsrigid elementsmembrane elementstruss elementsinfinite elements华南理工大学模具研究室华南理工大学模具研究室二、典型实例讲解L1.18ABAQUS软件冲压成形回弹模拟流程图软件冲压成形回弹模拟流程图ABAQUS软件冲压成形回弹模拟流程图L1.19实例讲解L1.20习题1 二维弯曲回弹模拟图 成型模具、冲压模具、平板及其固定装置的剖面图帮助文件：帮助文件：1.5.1 Spring-back of two-dimensional draw bending 参考资料：参考资料：ABAQUS入门指南入门指南L1.2