金屬成型中軋制過程模擬--完全熱力耦合實例【轉(zhuǎn)發(fā)】

2017-07-12 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

Abaqus作為最強(qiáng)大的非線性軟件之一,在熱力耦合分析方面有其獨(dú)特的方法。本文主要介紹在abaqus中進(jìn)行熱軋過程的模擬。

軋制主要有冷軋和熱軋,冷軋的過程與溫度無關(guān)。熱軋不但與溫度有關(guān),并且溫度和力的作用相互影響,形成一個完全熱力耦合問題。

Abaqus中對于熱軋進(jìn)行完全熱力耦合分析主要有以下幾個步驟:

1、建模

對于軋輥,若不考慮其變形情況,可以將其按照解析剛體的方式創(chuàng)建,在考慮其變形的情況,可按照實際情況施加防變形的輪,軋板采用可變形體模擬。

金屬成型中軋制過程模擬--完全熱力耦合實例【轉(zhuǎn)發(fā)】abaqus有限元資料圖片1

2、材料

材料包括力學(xué)部分和熱學(xué)部分,主要有導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容、非彈性熱轉(zhuǎn)變分?jǐn)?shù)、彈性、塑性、、密度、熱膨脹系數(shù)。此處應(yīng)注意單位制以及塑性中應(yīng)變應(yīng)該是塑性應(yīng)變而不是整體應(yīng)變。所有參數(shù)根據(jù)實際是否與溫度有關(guān)。本文中設(shè)置所有參數(shù)均與溫度相關(guān)。然后為軋板建立截面,分配截面屬性。

3、裝配

軋輥下邊緣水平切線應(yīng)低于軋板上平面,以保證機(jī)械接觸的發(fā)生,也可以在相互作用模塊給定調(diào)整值。

4、分析類型

在初始步后選擇溫度-位移動態(tài)顯式分析類型,并設(shè)置分析時間。同時可以考慮設(shè)置質(zhì)量縮放。指定輸出變量中增加溫度的輸出。

金屬成型中軋制過程模擬--完全熱力耦合實例【轉(zhuǎn)發(fā)】abaqus有限元資料圖片2

5、相互作用

相互作用主要有兩部分:第一是軋輥外表面與壓板之間的機(jī)械接觸,壓板應(yīng)該選擇上上表面以及運(yùn)動方向的前端。第二是軋板的對流參數(shù)設(shè)置,二者采用同一個接觸屬性,接觸屬性應(yīng)包括切向行為,給定摩擦系數(shù)0.1。熱傳導(dǎo)與間隙的關(guān)系,如下表。并給定接觸面由于摩擦產(chǎn)生的熱的百分比以及該熱量分配至從面的百分比,本文采用默認(rèn)值。

此外需要將軋輥進(jìn)行耦合至質(zhì)心處,在質(zhì)心位置對其進(jìn)行加載。