图13-9 成型分析的动能历史,尝试1
5.类似地,创建模型内能的历史曲线,ALLIE(见图13-10)。
图13-10 成型分析的内能历史,尝试1
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显示在图13-9中的动能历史发生显著地振荡。另外,动能的历史与坯件的成型没有明确的关系,这表明这个分析是不适合的。在这个分析中,冲头的速度保持为常数,而主要地依赖于坯件运动的动能却远非是恒定值。
在除了开始阶段以外的整个分析步中,比较图13-9和图13-10表明动能是内能的一个很小的百分数(小于1%)。即使对于这种严重的加载情况,还是满足了动能必须相对地小于内能地准则。
尽管模型的动能只是内能的一个小的分数,它还是有一定的振荡。所以,我们应该以某种方式改变模拟以获得更平滑的解答。
14.5.2 成型分析——尝试2
即使实际上冲头是以几乎接近于常值的速度运动,第一次模拟尝试的结果表明理想的方式是采用不同的幅值曲线以允许坯件更光滑地加速。当考虑应用什么类型的加载幅值时,记住在准静态分析的所有方面,光滑性是重要的。最偏爱的方法是尽可能光滑地移动冲头,在理想的时间内移动理想的距离。
应用一种光滑地施加的冲头力和一段光滑地施加的冲头距离,我们现在将分析成型阶段;我们将与前面获得的结果进行比较。关于光滑步骤幅值曲线的解释,请阅读第13.2.1节“光滑幅值曲线”。
在Load模块中,定义一条光滑步骤幅值曲线,命名为Smooth1。输入在表13-1中给出的幅值数据。创建第二条光滑步骤幅值曲线,命名为Smooth2,应用在表13-2中给出的幅值数据。在Holder force分析步中,修改RefHolderForce载荷,使它采用Smooth1的幅值。在Displace punch分析步中,修改位移边界条件RefPunchBC,使它采用Smooth2的幅值。通过设置在分析步开始时的幅值为0.0和在分析步结束时的幅值为1.0,ABAQUS/Explicit创建了一个幅值定义,它的一阶和二阶导数都是光滑的。因此,应用一条光滑步骤幅值曲线对位移进行控制,也使我们确信了其速度和加速度是光滑的。
在Job模块中,创建一个作业,命名为Forming-2,给予作业如下的描述:Channel forming -- attempt 2。
将模型保存到模型数据库文件中,并提交作业进行分析。监视求解过程;改正任何检测到的模拟错误,并调查任何警告信息的原因。完成整个分析可能需要运行10分钟或更长的时间。
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评估第二次尝试的结果
动能的结果如图13-11所示。动能的响应是明显地与坯件的成型相关:在第二个分析步的中间阶段出现了动能的峰值,它对应于冲头速度最大的时刻。因此,动能是适当的和合理的。
图13-11 成型分析的动能历史,尝试2
关于第二次尝试的内能历史如图13-12所示,显示了从零上升到最终值的光滑增长。再次看出,动能与内能的比值是相当小的,并显示出是可接受的。图13-13比较了在两次成型尝试中的内能。
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图13-12 成型分析的内能历史,尝试2
图13-13 关于成型分析的两次尝试的内能比较
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13.5.3 两次成型尝试的讨论
我们评价结果可接受性的初始原则是动能与内能相比必须是小量。我们发现即使对于最严重的情况,尝试1,这个条件似乎是仍然得到了满足。增加光滑步骤幅值曲线帮助减小了在动能中的振荡,得到了令人满意的准静态响应。
附加的要求——动能和内能的历史必须是适当的和合理的——是非常有用的和必要的,但是它们也增加了评价结果的主观性。在一般更为复杂的成型过程中,强调这些要求可能是很困难的,因为这些要求的提出需要对成型过程的行为的一些直观考虑。 成型分析的结果
我们现在已经满意了关于成型分析的准静态解答是合适的,我们可以研究感兴趣的某些其它结果。图13-14显示了应用ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit得到的在坯件中Mises应力的比较。
图13-14 在ABAQUS/Standard(左)和ABAQUS/Explicit(右)
凹槽成型分析中Mises应力的等值线图
从图中显示在ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit分析中的应力峰值的差
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