SPH在玻璃切削中的应用

jijingzhisheng · 发表于 2013-5-15 16:38:58

1. 仿真模型

楼主做的是玻璃的精密切削仿真。有限元法没试过，不过看资料好像网格法是很难模拟出裂纹的生产、扩展过程的。因此这里用的是SPH。本来对工件部分还试过FEM-SPH耦合，但是没有成功。

切削深度是0.2-1μm。

2. 计算结果

切削层材料脆性断裂的过程如下。

切深足够小时，脆性材料能够实现塑性去除。因此楼主重点便是探究不同切深下材料的去除过程，结果如下。

3. 材料模型

脆性材料最常用的本构模型应该是JH-2模型吧。附上一篇论文，包含了几种材料硅、玻璃、碳化硅等的本构参数与状态方程参数。

作为一个小小研究生，楼主研究的其实仍然浅的很。虽然写作的几篇论文被录用了，但许多地方感觉不具备足够的说服力，有点忽悠人之嫌。

当初从论坛得到许多帮助，之前发过一个“SPH切削模拟的一些经验”，是关于金属切削仿真的。临毕业之际，再发个小小帖子，是脆性材料方面的，希望对感兴趣者能有点参考价值。再见了，各位同志们。^-^

附上几个k文件，仅供参考。

jijingzhisheng · 发表于 2013-5-15 16:40:08

附件K文件太大，超过512k，请问版主怎么上传？

zhuliuxian · 发表于 2013-5-15 21:46:38

朋友，可以压缩后分段上传，你也可以找版主代为传送，也可以发我邮箱，我代为你上传！邮箱：xueliuxian@126.com

jijingzhisheng · 发表于 2013-5-16 15:19:03

附上两个k文件

liuyao · 发表于 2014-3-6 15:53:00

楼主的K文件的切深貌似不是0.2-1um啊？求解释

kinken08121020 · 发表于 2014-3-20 00:16:00

首先，非常感谢楼主无私分享的k文件，虽然dyna手册说971材料支持JH2的SPH算法让我终于看到了用dyna970也可以用SPH模拟出JH2材料的裂块。我也算了下cutting1.k的单位制好像是kg-mm-ms-Gpa,切深好像是0.47549mm,难道是将um单位的模型放大为mm才能计算，否则会出现质量惯量太小而不能计算吗？
我曾经照着某个切金属的模型建成工件为长10x宽6x高6um，计算时间1us，JH2模型，用dyna
970和971算完怎么切深（0.5um,1um,……）也未见到裂纹，难道要切深为70-80um，计算时间为200us，工件要很大到几十mm的模型才能模拟出工件末端的断裂崩边吗？
一直为切深0.25um时是否能用SPH模拟出裂纹而困惑，即切深多少才是塑性和脆性切削的临界点？
深切期望有高手解答

cnki1533 · 发表于 2014-3-20 10:19:31

感谢。。。

liuyao · 发表于 2014-3-25 10:31:25

kinken08121020 发表于 2014-3-20 00:16
首先，非常感谢楼主无私分享的k文件，虽然dyna手册说971材料支持JH2的SPH算法让我终于看到了用dyna970也可 ...

单位制你算错了，他的文件是对的，不过始终把温度加不上去，求讨论

kinken08121020 · 发表于 2014-3-30 17:09:59

本帖最后由 kinken08121020 于 2014-3-30 17:27 编辑

他的单位制单位制是ug-um-us-Gpa吧？

liuyao · 发表于 2014-3-31 13:59:18

kinken08121020 发表于 2014-3-30 17:09
他的单位制单位制是ug-um-us-Gpa吧？

是的，求讨论这个程序，他的程序会穿透，需要修改，我改了好久都没有改好，一起讨论下。Q646787867，加的时候请注明SPH

kinken08121020 · 发表于 2014-4-4 12:55:38

这个程序模拟玻璃破裂时遇到两个疑惑：
（1）该模型的厚度好像是0.4um，切深为0.47549um，但若把厚度增加为4um就不会出现裂纹。看到相关SPH模拟玻璃破裂的模型均把厚度设得<1um,难道只能很薄的工件才能切削出现裂纹吗？
（2）该模型对模型的两侧面没有约束，使用了两个SPH_SYMMTREY对称约束底面和左面，若将这两个约束换成SPC_SET约束，就不会出现裂纹，有谁遇到过吗？
求解惑，谢谢

liuyao · 发表于 2014-4-8 13:50:04

该模型的厚度好像是0.4um，切深为0.47549um，但若把厚度增加为4um就不会出现裂纹。看到相关SPH模拟玻璃破裂的模型均把厚度设得<1um,难道只能很薄的工件才能切削出现裂纹吗？
（2）该模型对模型的两侧面没有约束，使用了两个SPH_SYMMTREY对称约束底面和左面，若将这两个约束换成SPC_SET约束，就不会出现裂纹，有谁遇到过吗？
第一个问题，你的切深是怎么测的？求具体的过程，模型总高度才4um.你怎么让切深变成4um的？把模型放大十倍？
第二个问题，他的边界确实有问题，仿真都后面是工件会垂直于切削方向发生偏移，可以将左边和底面设置为spc,前后设置为虚拟粒子约束，至于你为什么不会出现裂纹，我很感兴趣？我的做出来挺合理的

kinken08121020 · 发表于 2014-4-9 23:29:05

关于问题一：
我测的切深大致是用131302和795节点的y坐标相减得到3.975-3.49951=0.47549um；

我说的工件厚度是工件前后面的厚度，即z轴方向的厚度，这个模型的厚度是0.4um。

我的模型把厚度增加到4um也是指z轴方向的厚度。模型没有放大。

kinken08121020 · 发表于 2014-4-9 23:40:49

我的一个模型10um（x向）x2um（y向）x4um（z向），单位制pg-um-us

kinken08121020 · 发表于 2014-4-9 23:45:36

从中间剖开，也未见裂纹。

kinken08121020 · 发表于 2014-4-9 23:49:29

关于问题二：
我都是用ansys10带的dyna970算的。你算的cutting1出现的裂纹是下图这个样子吗？

kinken08121020 · 发表于 2014-4-10 00:08:30

我仿照cutting1算例做的厚度为0.4um的模型是6um（x向）x3um（y向）x1um（z向），单位制pg-um-us。如下图，未见到明显裂纹产生，白虚线处算是裂纹吗？

kinken08121020 · 发表于 2014-4-10 00:37:00

上传我的两个模型k文件，望高手指点，帮忙修改一下，看看是否能算出裂纹？
10x2x4um.k
6x3x1um.k
我的邮箱kinken08121020@163.com

kinken08121020 · 发表于 2014-4-10 00:39:22

请问 liuyao :
“前后设置为虚拟粒子约束”是怎么操作的？
另外，你做出来的有切削玻璃裂纹的例子可以发到我的邮箱kinken08121020@163.com学习一下吗？

kinken08121020 · 发表于 2014-4-10 19:04:18

没看仔细，10x2x4um.k其实已经沿z向有断裂的碎块了。

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

[ANSYS/LS-DYNA] SPH在玻璃切削中的应用

本帖子中包含更多资源

评分

点评

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源