金屬成型中軋制過程模擬--完全熱力耦合實例【轉發】

2017-07-12 by:CAE仿真在線來源:互聯網

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

軋制主要有冷軋和熱軋,冷軋的過程與溫度無關。熱軋不但與溫度有關,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。

2、材料

材料包括力學部分和熱學部分,主要有導熱系數、比熱容、非彈性熱轉變分數、彈性、塑性、、密度、熱膨脹系數。此處應注意單位制以及塑性中應變應該是塑性應變而不是整體應變。所有參數根據實際是否與溫度有關。本文中設置所有參數均與溫度相關。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低于軋板上平面,以保證機械接觸的發生,也可以在相互作用模塊給定調整值。

4、分析類型

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

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械接觸,壓板應該選擇上上表面以及運動方向的前端。第二是軋板的對流參數設置,二者采用同一個接觸屬性,接觸屬性應包括切向行為,給定摩擦系數0.1。熱傳導與間隙的關系,如下表。并給定接觸面由于摩擦產生的熱的百分比以及該熱量分配至從面的百分比,本文采用默認值。

此外需要將軋輥進行耦合至質心處,在質心位置對其進行加載。