CAXA CAE 冲击塑性变形模拟Word文档下载推荐.docx
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泰勒棒冲击模型是先进非线性大变形塑性的基准。
棒的起始半径=3.2mm,杨氏模量=1.17e11Pa,泊松比=0.35,起始屈服强度=4.0e8Pa,硬化模量=1.0e8Pa,质量密度=8.93e3Kg/m3。
该棒以227m/s的起始冲击速度撞向一个刚性无摩擦的墙面。
起始时间步为5.0e-7s,实验持续200步。
整个模型的分析教程如下:
1.打开CAXA3D实体设计,打开模型的QTaylorBar.ics文件。
2.单击多物理FEA主工具条上的“添加FEA”键(
),新建一个新的分析。
在弹出的选择分析类型对话框中的分析类型选择“动态/瞬态分析”,维度为“3D”。
之后会弹出MutiphysicsFEA的分析选项卡。
上半部分为有限元分析树状图,可查看、设置各页面。
下半部分为设置页面,首先自动显示的是分析页面。
在分析页面的物理性部分勾选“应力”以及下面的“大变形”,起始为“0”,结束为“0.0001”,将增量改为“5e-7”:
3.单击模型叶图,在FEA单位部分更改长度单位=mm,单位系统=SI,温度=C-Celsius:
单击分析树图上的模型叶下面的材料叶,在树图下方显示材料页面。
在材料页面的类别处选择“有色金属”,再从名称下拉菜单中选择“铜H90”,并勾选材料页面上的“非线性/各向异性”:
因为泰勒轴棒的变形存在塑性变形,这里我们需使用非线性材料性质-塑性。
单击“编辑材料”打开非线性各项同性材料编辑对话框,勾选弹出的页面左边的“VonMises塑性”和它下面的“有各项同性硬化”,并按下图输入材料性质:
单击“确定”关闭非线性各项同性材料编辑对话框,回到材料页面,通过“添加实体”把泰勒棒的四个四分之一部分分配给这种材料(由于模型对称,我们可仅分析四分之一来减少计算时间):
或者可以直接在材料叶下面的实体叶上右键,禁用掉不打算分析的部分:
4.单击约束叶,打开约束页面:
单击“速度”打开速度约束页面后,单击“高级选项”:
单击“改变时间依附性”打开时间依附性记录对话框,选中“起始”:
单击确定回到速度页面,在z方向输入“-227”并选中泰勒棒四分之一:
单击约束叶,单击“速度”,为模拟的半个变形的泰勒棒与不变形的半棒之间添加对称约束,接触面在y方向速度为零。
为更好的选择对称面,可将part2和part3隐藏:
单击约束叶,选中“高级约束”,再从弹出的高级约束页面中选择“表面接触”,勾选“除了所选全部”并在摩擦系数处输入“0”:
单击接触页面的“几何平面”,我们将定义泰勒轴棒将撞上的刚性平面。
这里通过定义平面通过的一个点和平面的法向来定义这个平面。
按照下图定义刚性平面:
5.单击载荷-源叶,勾选“不需外力”:
6.单击网格叶:
单击网格生成,输入网格尺寸为“0.4”,勾选“使用曲率细化”,输入曲率细化比率为“0.1”,最小细化尺寸为“0”:
单击“生成”:
7.单击结果叶的“分析”,完成后通过结果页面的“动画”观察泰勒棒模型。
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