原创 金属切削 稳态切削 ALE（任意拉格朗日欧拉法）

winnerqin

本帖是我学习了各种切削模拟（ALE法）的实例后，自己摸索出来的最易收敛，效果最好的成果，版本：ABAQUS 6.11-3

经验总结：
（1）在设计被切工件网格时，只需工件的右上角需要切的局部需要精心划分网格，其余部分只需粗化网格，节省计算时间，尺寸比例设置 局部：整体=2：3 为好
（2）右上角部分的网格划分，为同一比例的长方形网格，长宽比约为2：1（按模拟情况进行调试，一般较扁）
（3）划分网格时，不要进行密度偏置，因为该部分设置ALE属性后，在模拟的第一步之后，密度偏置化失效，变为均匀的，起不到细分网格的作用

文件分享：只需下载其中之一
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模拟动态图片：


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
          （非ALE 非分离线 实现切削过程实例） http://forum.simwe.com/thread-1049914-1-1.html
  

winnerqin

alfa159 发表于 2013-3-5 15:48
有个问题 采用ALE这样切削  网格断裂了吗？感觉就是在切一个橡胶，是在变形，但是网格没有断开，一直在流动 ...

基于您的问题，我给您以下回复，希望和您交流：
1、本帖属于ALE方法切削，没有应用damage属性；
2、关于切削的模拟，存在不同的解释和方法，例如对于延性较好的材料，切屑的形成可以看成是工件材料内部大塑性流动造成（纯变形），相关文献也有解释，对于脆性好的材料，切屑的形成是与材料的损伤断裂有关的；
3、在学术研究上面，一般都存在简化假设，利用ABAQUS，有人用纯变形ALE来模拟切削，有人用预设分离线来形成切削等等，只不过都是想方法使得切屑的形成顺利进行不至于网格畸变，都属于简化方法；
4、切削模拟属于非常复杂的物理过程，涉及材料本构、大变形、传热、摩擦、损伤等等，学术上喜欢研究它，据我所知，还没有哪种方法不用调试，就能和试验模拟很好，需要具体情况具体分析。要说和真正切削符合，满足工业实际要求，还需很多工作要做。

winnerqin

感谢huihappy给我的第一个技术加分，我会再接再厉，共同学习进步~

xiaoyu_yue

你好，采用ALE的网格拉伸，这样的结果也是正确是吧，谢谢

alfa159

winnerqin 发表于 2013-3-5 16:39
嗯，你说的对，ALE不易形成锯齿，预设分离线也需要在一定条件下才能形成。
需要解释的是，预设分离线方法 ...

继续请教
我感觉ALE是把网格实现大变形，不能实现网格断裂，您觉得对否？

比如说  只采用ALE 可不可以实现铣削时 切削与工件的分离和掉落？

winnerqin

alfa159 发表于 2013-3-5 16:16
还是得请教下

是不是可以理解为  延性材料切削用 ALE   脆性材料用断裂准则？

嗯，你说的对，ALE不易形成锯齿，预设分离线也需要在一定条件下才能形成。
需要解释的是，预设分离线方法不等于考虑了断裂损伤的切削模拟。
按理说应该整个材料都设置断裂损伤属性才行，但是这样模拟结果反而和实际对应不好。
仿真和试验对比的例子很多Paper中都有，都不会给出具体的数据文件，本帖以及相关帖只介绍方法。
切削模拟与试验要想吻合，首先需要选择什么方法来模拟切削，然后需要调试各种材料参数，使之模拟结果与试验最接近。这也是切削模拟的无奈吧。
可能其他材料成型软件会好一些，我猜想大家用ABAQUS模拟切削大多数是做学术问题。

蓝宝儿

不错，学习了~

alfa159

有个问题 采用ALE这样切削  网格断裂了吗？感觉就是在切一个橡胶，是在变形，但是网格没有断开，一直在流动。

楼主应该只是用的ALE   没用断裂准则吧  这应该算几何分离准则吧  求出的应力变化对不对 切屑形状对不对 是不是真正的切削时的应力  我一直搞不明白

alfa159

winnerqin 发表于 2013-3-5 16:04
基于您的问题，我给您以下回复，希望和您交流：
1、本帖属于ALE方法切削，没有应用damage属性；
2、关于切 ...

还是得请教下

是不是可以理解为  延性材料切削用 ALE   脆性材料用断裂准则？

貌似采用ALE不能形成锯齿形切屑，实验中切屑是锯齿形的。楼主有没有仿真与试验对比的详细些的例子，我一直在找，找到的都不让人满意

winnerqin

alfa159 发表于 2013-3-5 19:19
继续请教
我感觉ALE是把网格实现大变形，不能实现网格断裂，您觉得对否？

我和别人交流过，貌似ALE可以实现网格断裂，即：在同一区域既设置ALE属性又设置断裂失效属性，这两者好像是不矛盾的，所以ALE应该是可以实现切屑与工件的分离脱落。
ALE相当于是让网格动起来，不固定在材料点上，从而解决网格畸变问题。

alfa159

版主 想加你qq仔细请教下 可否

alfa159

alfa159 发表于 2013-3-7 12:14
版主 想加你qq仔细请教下 可否

私信了啊 没收到？

tyrone

楼主，感谢你的帖子，希望学习下，版本问题，能否发个inp上来？

topgun07

楼主，怎么就一个GIF文件啊，不是贴出来了嘛

zhangxiaoxu

楼主，麻烦你帮我看下我的切削过程，我用的DP模型，ALE方法，总是出错，马上要答辩了，感激不尽啊！

winnerqin

zhangxiaoxu 发表于 2013-3-8 21:25
楼主，麻烦你帮我看下我的切削过程，我用的DP模型，ALE方法，总是出错，马上要答辩了，感激不尽啊！ ...

我把你的文件原封不动地运行了一次，没发现问题，job completed，只是发现切削的距离比较短，是你设置的这么小，结果如下：



我把你的切削时间增加到了两倍，切的距离多了，也没有问题，结果如下：


所以我没有发现切削的问题，您遇到的具体问题是什么？

zhangxiaoxu

https://forum.simwe.com/forum.php?mod=attachment&aid=Mzk1NjA1fGU3YjY5NmJmfDE3MTQxNzY5ODR8MHw%3D多谢楼主，我的仿真错误提示如图所示
仿真结果如下图https://forum.simwe.com/forum.php?mod=attachment&aid=Mzk1NjA3fGQxNDRiNDUwfDE3MTQxNzY5ODR8MHw%3D
能否将您改过的input文件上传给我看一下，多谢！

winnerqin

zhangxiaoxu 发表于 2013-3-10 17:18
https://forum.simwe.com/forum.php?mod=attachment&aid=Mzk1NjA1fGU3YjY5NmJmfDE3MTQxNzY5ODR8MHw%3D多谢楼主，我的仿真错误提示如图所示
仿真结果如下图https://forum.simwe.com/forum.php?mod=attachment&aid=Mzk1NjA3fGQxNDRiNDUwfDE3MTQxNzY5ODR8MHw%3D
能否将您改过 ...

提示的问题是网格畸变。
切削模拟确实不好处理网格畸变的问题，不一定是自身模型的问题。
你传的文件我没有做改动，在我的电脑上能够运行。
我将你的模型的切削时间增长一倍，也能运行，以下是inp文件：

zhangxiaoxu

winnerqin 发表于 2013-3-10 18:41
提示的问题是网格畸变。
切削模拟确实不好处理网格畸变的问题，不一定是自身模型的问题。
你传的文件我没 ...

多谢楼主了，我运行了您改过的inp文件，还是出现上述的错误，难道是版本的问题，我用的是6.9-3的！

dongxiangwd

LZ 我刚学abaqus，也做了一个稳态的切削过程，想用ALE，但是不知道为什么没添加ALE的时候可以分析，一添加上去就不能分析了，我按照一些例子里的参数设置改过也还是不行；但是不用ALE，分析结果又不正确；能麻烦你帮我看看吗？非常感谢！

winnerqin

dongxiangwd 发表于 2013-3-30 00:17
LZ 我刚学abaqus，也做了一个稳态的切削过程，想用ALE，但是不知道为什么没添加ALE的时候可以分析，一添加 ...

你好，我打不开你的cae，你贴一个inp看看~~