金属切削实例奉献非ALE非分离线

winnerqin · 发表于 2012-8-22 10:36:28

本帖最后由 winnerqin 于 2013-6-17 13:19 编辑

以下是本人follow一篇文献中的切削模拟inp文件，版本：ABAQUS 6.11-3

尚有三楼的问题没解决，请各位高手各显神通

另奉献（非稳态金属切削张东进的例子）http://forum.simwe.com/thread-1047626-1-1.html
(金属切削稳态 ALE实例) http://forum.simwe.com/thread-1069537-1-1.html

=================================================================================
提议：希望大家能将自己follow的仿真结果图贴于本版，我会将大家的切削图像汇总贴于本帖，有兴趣吗？
=================================================================================

图一： simwe会员sb2721018 作品 83楼

sanxiarenshi · 发表于 2012-8-22 11:35:22

本帖最后由 sanxiarenshi 于 2012-8-22 11:40 编辑

你的inp我看了一下，没有用分离线与ALE。但还是把切屑分为了失效层与非失效层，预定义了切屑形状，类似于欧拉方法。失效演变准则采用了基于断裂能量的形式。
另外你的Johnson-Cook damage initiation 里面的参数d3还是取负值，我觉得是错的。因为abaqus里面的d3取值和材料原始的Johnson-Cook里面的d3正负号相反。
见我的另外一个帖子，http://forum.simwe.com/thread-1044024-1-1.html
注意看完，因为后面有更正。
（1）建议尝试不预先定义切屑形状，即工件材料就是长方形。
（2）刀具圆角部分的网格有待改进
（3）切屑形状，锯齿形出现的频率应该有规律的，相邻两个锯齿切屑之间的距离应该大致相等，你的锯齿形状不是很符合实际。
（4）建议将工件网格划分为正方形网格，这样网格长宽比最优，得到的切屑形状会更好，网格也不容易过度扭曲。
新手能做成这样，已经不错了。继续努力。

提个建议，好多新手没有很多仿真币，建议将售价改为1仿真币，5个确实贵了。

fuyun123 · 发表于 2012-8-22 21:36:02

这个我深有体会，其实锯齿的形成与摩擦系数的关系很大，在不同的摩擦系数下，锯齿形成的差异很大，实际切削过程中本来摩擦就是不断变化的，要实现时刻变摩擦系数还是很难的，但是通过修改摩擦系数，影响产热，可以很好的控制锯齿的齿形。还有一个影响很大的因素就是失效准则问题，感觉有时候用J-C damage做出来的效果总不太理想，但是有时候shear damage做出来的效果还行，而且最好能找到失效应变随温度的变化关系，这样才是真实的切削失效过程，同时这时候得到的锯齿才更能和实验相吻合！

gxm · 发表于 2014-3-23 21:55:28

楼主这是小弟模仿的不知道有用没

hl357403141 · 发表于 2012-10-15 17:12:34

感谢楼主的分享，使在下受益匪浅！

sanxiarenshi · 发表于 2012-8-22 23:20:12

gjqntmu 发表于 2012-8-22 22:31
就是说，粘接摩擦在二维切削模型里面无法实现？

恩，目前好像无法实现，因为刀具和工件之间的接触不连续，是单元-节点接触，法向应力也不准确，则切向应力也是错的。库伦摩擦需要指定一个临界切应力，所以好像没有办法实现。除非是面面接触。

sanxiarenshi · 发表于 2012-8-22 15:53:21

winnerqin 发表于 2012-8-22 14:39
非常感谢您的回复和建议
我是按照一篇文献中的做法去做的，包括网格划分和材料属性，对于JC断裂准则的D3 ...

（1）二维内部接触问题，abaqus好像无法模拟。我采用的还是把从接触面设置为基于节点的面，这样做也是没办法。基本可以模拟刀具与工件接触，但得到的压应力与剪应力是错的。应为当单元与节点接触时，接触面积默认为单位1，这就造成模拟的接触应力远远小于实际值，那么库伦摩擦也就没有办法实现。这也是我目前苦恼的一点。不知你有无好的办法？
（2）经典例题集三上的非稳态切削的例子，好像没有考虑摩擦。我试过，不加摩擦系数可以运行，但加了摩擦系数就会马上出错。我在mesh模块将工件划分为三层，上面与下面一层施加的材料不考虑失效，中间很窄的一层材料考虑失效，那么达到的效果和分离线是一致的。这样就不存在装配的问题了，而且接触定义更符合实际，但没有做出锯齿形切屑。我试过，当网格的长宽比很大时，这样网格容易扭曲，distortion control默认的是0.1，可以适当改小一点。而正方形网格应该是最理想的网格。如果没有出现锯齿形，应该考虑其他的因素。比如说温度的影响，锯齿形切屑产生的原因中绝热剪切，塑性失稳占的比重很大，所以我认为绝热剪切带局部温度的升高，导致剪切带失稳，滑移才是锯齿形切屑产生的主要原因。

winnerqin · 发表于 2012-8-22 14:39:26

本帖最后由 winnerqin 于 2012-8-22 14:52 编辑

sanxiarenshi 发表于 2012-8-22 11:35
你的inp我看了一下，没有用分离线与ALE。但还是把切屑分为了失效层与非失效层，预定义了切屑形状，类似于欧 ...

非常感谢您的回复和建议
我是按照一篇文献中的做法去做的，包括网格划分和材料属性，对于JC断裂准则的D3设置，从您给的帖子中，我了解了很多，谢谢。
模拟结果锯齿还是比较符合实际的，大锯齿距离大致相等，大锯齿里面出现小锯齿，和实验相符
请教两个问题
（1）2维问题内部接触问题，即单元失效之后的的新表面接触问题，这个我没有从文献中获得方法
（2）如果采用分离线方法，用正方形网格，非常不易出锯齿，和实际情况差距较大，如何解决

不吝赐教哈

winnerqin · 发表于 2012-8-22 19:11:49

本帖最后由 winnerqin 于 2012-8-22 19:13 编辑

sanxiarenshi 发表于 2012-8-22 15:53
（1）二维内部接触问题，abaqus好像无法模拟。我采用的还是把从接触面设置为基于节点的面，这样做也是没 ...

感谢你的回复
(1)内部接触问题，文献中做得很好，它也是二维的，不知其是如何实现
(2)我目前做切削基本按照例题集三非稳态切削的例子做，只是本构和刀具换为实验材料，实验中出了明显的锯齿而模拟中难出锯齿，但是可以肯定的是倾斜的网格比长方形网格要容易出锯齿，但是有一些文献中用长方形网格，出了明显的锯齿，真不知道是如何做出来的
(3)目前关于锯齿，剪切带方面，有两种解释，一个是热塑性失稳，一个是周期性断裂。根据目前的模拟情况来看，当用分离线方法时，剪切带由根部诱发，而用我这篇帖子的模拟方法，剪切带由工件自由面诱发。看来模拟方法也对结果有比较大的影响，切削的模拟真不好做出信服的结果

gjqntmu · 发表于 2012-8-22 22:31:29

sanxiarenshi 发表于 2012-8-22 15:53
（1）二维内部接触问题，abaqus好像无法模拟。我采用的还是把从接触面设置为基于节点的面，这样做也是没 ...

就是说，粘接摩擦在二维切削模型里面无法实现？

sanxiarenshi · 发表于 2012-8-22 23:21:29

本帖最后由 sanxiarenshi 于 2012-8-22 23:24 编辑

winnerqin 发表于 2012-8-22 19:11
感谢你的回复
(1)内部接触问题，文献中做得很好，它也是二维的，不知其是如何实现
(2)我目前做切削基本按 ...

可否把你说的解决了二维内部接触的文章发给我，我看看作者怎么实现的。
我的qq邮箱121401876@qq.com

gjqntmu · 发表于 2012-8-24 12:23:53

sanxiarenshi 发表于 2012-8-22 23:20
恩，目前好像无法实现，因为刀具和工件之间的接触不连续，是单元-节点接触，法向应力也不准确，则切向应 ...

刀具设成解析刚体那还是单元节点接触么？

sanxiarenshi · 发表于 2012-8-24 23:14:40

gjqntmu 发表于 2012-8-24 12:23
刀具设成解析刚体那还是单元节点接触么？

说一下我个人的理解。
解析刚体的接触表面就是几何外表面，也就是组成前刀面与后刀面的线。
解析刚体没有网格，这种情况的接触应该比单元节点接触还要理想。
因为单元接触还是不连续的。单元与单元接触计算时是用单元中心点来计算的。

winnerqin · 发表于 2012-8-25 16:01:24

sanxiarenshi 发表于 2012-8-22 23:21
可否把你说的解决了二维内部接触的文章发给我，我看看作者怎么实现的。
我的qq邮箱121401876@qq.com
...

文献已经发至您的邮箱

该文献也已附件形式上传

winnerqin · 发表于 2012-8-25 16:09:18

fuyun123 发表于 2012-8-22 21:36
这个我深有体会，其实锯齿的形成与摩擦系数的关系很大，在不同的摩擦系数下，锯齿形成的差异很大，实际切削 ...

嗯，谢谢您的经验分享，要用ABAQUS模拟二维切削问题，若要反应真实切削过程，3楼的问题是必须过去的坎，但是文献中很好地解决了，不知您有什么建议呢？

330171420 · 发表于 2012-8-26 17:19:03

受益了，各位的讨论很精彩

liupenghuild · 发表于 2012-8-31 17:12:00

讨论比inp文件还收益多！

sanxiarenshi · 发表于 2012-9-6 23:29:15

本帖最后由 sanxiarenshi 于 2012-9-7 14:38 编辑

winnerqin 发表于 2012-8-25 16:01
文献已经发至您的邮箱
该文献也已附件形式上传

文章我仔细看了，作者定义了失效层，将整个工件在竖直方向分成三大块。上层与下层材料不定义失效属性，中间层材料失效。然后又将中间层分为三小层，在竖直方向总共划分五层网格，作者将这一层命名为tool-tip passage zone。字面意思理解是刀尖通过区域，也就是说，刀具向前运动之后，这一层材料就被切除了，单元被删除，也就是失效层的意思。
但是我也照着模型做了一下，作者采取的思路类似于经典例题集三上的分离线模型。将工件事先分成几个部分，然后装配，定义它们之间的接触，个人认为这样很繁琐，但这样做的好处是可以直接在CAE界面里定义上下两层重合（接触）部分的surface。其实在inp文件中也可以根据单元几何来定义surface，只要指定S1、S2、S3、S4就可以了。
我是直接将工件作为一个整体，画网格时再剖分为三大层，效果和作者的一样。这样就不必定义上下两层之间的接触了。因为同一个part的网格之间已经有接触了。同理，经典例题集三上的也可以这样处理。
但有一点不是很明白，作者文章中上一层的右侧的网格是向右倾斜的，导致刀具先和上层接触，直接导致上层和中间层交界处最右侧的单元应力集中现象非常明显，刀具运动速度大，单元收到很大的瞬时冲击。还没算就中断了。我觉得应该像经典例题集三分离线模型那样，上层网格预先全部向左倾斜。保证刀具先和中间失效层网格接触，这样才能算得下去，不知道作者是怎样算完的。
此外，在作者的后处理图片中出现了SDEG（损伤演化变量），这个很新颖。估计作者的损伤法则是重点需要研究的地方。
给你一个建议：不要完全照搬文献上的思路，还是要理性对待文献的措辞。不排除作者用了特殊方法，单从字面及图片真的看不出其核心思想。可以尝试我说的将工件上层网格全部改为向左倾斜，总共定义三个接触对：刀具-切屑外表面、刀具-失效层、切屑外表面的自接触。其中切屑外表面是基于单元的面。失效层是基于节点的面，应该会有所突破。

jbs08 · 发表于 2012-9-7 07:57:43

sanxiarenshi 发表于 2012-9-6 23:29
文章我仔细看了，作者定义了失效层，将整个工件在竖直方向分成三大块。上层与下层材料不定义失效属性 ...

我目前只会仿照采用分离线实现切屑分离的技术做切削仿真,并且结果和我实验结果对比差距比较大,甚至趋势都不太一致.
我感觉只是调整模型,改变接触等问题,很难实现仿真的突破.

winnerqin · 发表于 2012-9-10 15:45:26

sanxiarenshi 发表于 2012-9-6 23:29
文章我仔细看了，作者定义了失效层，将整个工件在竖直方向分成三大块。上层与下层材料不定义失效属性 ...

感谢您如此详细的回复！！非常收益！！我抽时间按照您的方法再做一次看看，若有结果，再发布在这个网页上与您讨论~~

hbsi_hnnu · 发表于 2012-9-11 23:01:42

受益了，各位的讨论很精彩

账号		自动登录	找回密码
密码			注册

账号		自动登录	找回密码
密码			立即注册

[INP文件] 金属切削实例奉献非ALE非分离线

本帖子中包含更多资源

评分

评分

评分

本帖子中包含更多资源

评分

[INP文件] 金属切削 实例奉献 非ALE非分离线

本帖子中包含更多资源

评分

评分

评分

本帖子中包含更多资源

评分

[INP文件] 金属切削实例奉献非ALE非分离线