有限元原理一个实例

1、有限元原理一个实例整体壁板滚弯成形有限元模拟整体壁板滚弯成形有限元模拟 有限元原理一个实例 整体壁板滚弯成形有限元模拟整体壁板滚弯成形有限元模拟有限元原理一个实例内容：内容：滚弯成形原理滚弯成形有限元模型的建立材料特性定义接触条件定义边界条件定义载荷工况定义定义作业参数并提交运行后处理分析前处理分析有限元原理一个实例 滚弯成形原理滚弯成形原理有限元原理一个实例 滚弯成形有限元模型的建立滚弯成形有限元模型的建立有限元原理一个实例 滚弯成形有限元模型的建立滚弯成形有限元模型的建立有限元原理一个实例滚弯成形有限元模型的建立MAINMESH GENERATIONELEMSADD(通过键盘输入各节点的坐

2、标)node(0,0,0) node(516,0,0) node(516,8,0) node(0,8,0) FILLSUBDIVIDE （再划分网格）DIVISIONS86 4 1 ELEMENTS1(也可鼠标选择)END LIST()（单击鼠标右键也可完成这个操作）有限元原理一个实例滚弯成形有限元模型的建立 EXPANDTRANSLATIONS0 0 13（沿Z方向扩展13mm）REPETITIONS10 （重复移动10次，生成三维单元）ELEMENTSALL: EXIST. RETURNSWEEPTOLERANCE0.1 ALL (删除重复的节点、单元)REMOVE UNUSED NODE

3、S (删除多余的节点)POINTS (删除多余的几何点)有限元原理一个实例滚弯成形有限元模型的建立 RETURNRENUMBERALL (节点、单元重新排列)RETURNSELECT ELEMENTSSTORESTORE ELEMENTS INTO NEW SET: ban ALL: EXIST. RETURN建立上下辊：MAINMESH GENERATIONCURVE TYPE 准备选取曲线类型CIRCLES: CENTER/RADIUS 圆心和半径有限元原理一个实例滚弯成形有限元模型的建立 RETURNCRVS:ADD12.5 -70 140 输入圆心坐标70 输入圆半径 CRVS:ADD

4、247.5 -70 140 输入圆心坐标70 输入圆半径CRVS:ADD130 68 140 输入圆心坐标60 输入圆半径EXPANDTRANSLATIONS0 0 -200(沿Z方向移动-200，使三个辊轮长度为200mm)REPETITIONS1有限元原理一个实例滚弯成形有限元模型的建立 CURVES 1 2 3 （也可手选）（也可手选） END LIST() DYN. MODEL有限元原理一个实例 材料特性定义材料特性定义MAIN MATERIAL PROPERTIES READ SHOW PAGE:3 QST32-3 ELEMENTS ADDALL: EXIST有限元原理一个实例 接触

5、条件定义接触条件定义 滚弯成形属于接触分析，壁板与三个辊轮都接触，需要滚弯成形属于接触分析，壁板与三个辊轮都接触，需要设定接触条件。壁板为变形体，三个辊轮为刚体。滚弯成设定接触条件。壁板为变形体，三个辊轮为刚体。滚弯成形过程包括上辊的压下和两个下辊的旋转。上辊压下量为形过程包括上辊的压下和两个下辊的旋转。上辊压下量为20mm，压下结束后两个下辊主动旋转，旋转速度，压下结束后两个下辊主动旋转，旋转速度0.26rad/s。由于壁板与辊轮摩擦的作用带动壁板运动，上。由于壁板与辊轮摩擦的作用带动壁板运动，上辊被动旋转。为了实现上辊的被动旋转，上辊的运动需要辊被动旋转。为了实现上辊的被动旋转，上辊的运动

6、需要采用控制节点与辅助节点来控制。因此要先设定控制节点采用控制节点与辅助节点来控制。因此要先设定控制节点与辅助节点。与辅助节点。有限元原理一个实例接触条件定义MAIN MESH GENERATION NODES ADD 130 68 130 (节点编号4786，作为上辊的控制节点) 130 18 130 (节点编号4787，作为上辊的辅助节点)MAIN CONTACT CONTACT BODIES NEW: ban CONTACT BODY TYPE: DEFORMABLE OK ELEMENTS有限元原理一个实例接触条件定义 ALL: EXISTNEW: shanggunCONTACT BO

7、DY TYPERIGIDBODY CONTROLLOAD PARAMETERSROTATION AXIS (上辊的旋转轴为Z轴)Z1OKFRICTION COEFFICIENT0.05 (设定摩擦系数为0.05) OK有限元原理一个实例接触条件定义 3-D SURFACE ADD3 (手选） END LIST() LOAD CONTROL CONTROL NODE4786 (选择节点4786为控制节点)AUX. NODE 4787 (选择节点4787为辅助节点) NEW: zuoxiagunTABLENEWNAME: xiagun （新建一个表格，输入下辊的运动轨迹） TYPE: time O

8、K有限元原理一个实例接触条件定义ADD POINT0 02 02 0.2616.5 0.2616.5 018.5 0 FITSHOW MODELRETURNCONTACT BODY TYPERIGIDBODY CONTROLVELOCITYPARAMETERS有限元原理一个实例接触条件定义VELOCITY ROTATIONAL (RAD/TIME) (左下辊的旋转速度)1TALBExiagunROTATION AXIS (左下辊的旋转轴为Z轴)Z1 OKFRICTION COEFFICIENT0.3 (设定摩擦系数为0.3)OKCENTER OF ROTATION (设定旋转中心)12.5 -

9、70 1403-D SURFACE ADD1 （手选）END LIST()有限元原理一个实例接触条件定义NEW: youxiagunCONTACT BODY TYPERIGIDBODY CONTROLVELOCITYPARAMETERSVELOCITY ROTATIONAL (RAD/TIME) (右下辊的旋转速度)1TALBExiagunROTATION AXIS (右下辊的旋转轴为Z轴)Z1 OKFRICTION COEFFICIENT0.3 (设定摩擦系数为0.3)OK有限元原理一个实例接触条件定义CENTER OF ROTATION (设定旋转中心)183.5 -70 1303-D S

10、URFACE ADD2 （手选）END LIST()ID BACKFACES （刚体有两个表面inside和outside，刚体和变形体接触的一面应该为outside，如果不是需要用FLIP SURFACES进行修改，结果如图5.18a所示）FLIP SURFACESALL EXIST RETURN有限元原理一个实例接触条件定义CONTACT TABLES （建立变形体和刚体的接触表）（建立变形体和刚体的接触表） NEWPROPERTIESSECOND: 2CONTACAT TYPE: TOUCHINGOKSECOND: 3CONTACAT TYPE: TOUCHINGOKSECOND: 4C

11、ONTACAT TYPE: TOUCHINGOKOKMAIN有限元原理一个实例 边界条件定义边界条件定义 设定上辊的运动轨迹，上辊的运动由控制节点设定上辊的运动轨迹，上辊的运动由控制节点7405和辅和辅助节点助节点7406控制。上辊先以控制。上辊先以10mm/s的速度压下板料的速度压下板料2s，然后保持该压下状态然后保持该压下状态14.5s，最后当下辊旋转结束之后上，最后当下辊旋转结束之后上辊返回初始位置。整个过程可以分为三个部分：上辊压辊返回初始位置。整个过程可以分为三个部分：上辊压下下2s，下辊旋转，下辊旋转14.5s，上辊返回初始位置，上辊返回初始位置2s。由于这个。由于这个有限元模型是

12、实际模型的有限元模型是实际模型的1/2，因此需要设定对称边界条，因此需要设定对称边界条件。边界条件对应的命令流如下所示：件。边界条件对应的命令流如下所示：有限元原理一个实例边界条件定义BOUDARY CONDTIONSNEW: 1 INDEPENDENT VARIABLENAME: kongzhidianBOUDARY CONDTION CLASSMECHANICALTABLESNEW: 1 INDEPENDENT VARIABLENAME: shanggun （建立上辊的运动轨迹）（建立上辊的运动轨迹）TYPETIMEOKADD POINT0 02 -2016.5 -2018.5 0 有限元

13、原理一个实例边界条件定义FITSHOW MODELRETURNBOUDARY CONDTION CLASSMECHANICALFIXED DISPLACEMENTDISPLACEMENT X 0 (约束X方向位移)DISPLACEMENT Y 1 (设定上辊的运动)TABLE shanggunDISPLACEMENT Z 0 (约束Z方向位移)ROTATION X 0 (约束X方向旋转)ROTATION Y 0 (约束Y方向旋转)OKNODES ADD4786 END LIST() 有限元原理一个实例边界条件定义NEW: 1 INDEPENDENT VARIABLENAME: fuzhudia

14、nBOUDARY CONDTION CLASSMECHANICALFIXED DISPLACEMENTDISPLACEMENT X 0 (约束X方向位移)DISPLACEMENT Y 0 (约束Y方向位移)ROTATION X 0 (约束X方向旋转)ROTATION Y 0 (约束Y方向旋转)OKNODES ADD4787END LIST() 有限元原理一个实例边界条件定义NEW: 1 INDEPENDENT VARIABLENAME: duichenmianBOUDARY CONDTION CLASSMECHANICALFIXED DISPLACEMENTDISPLACEMENT Z 0RO

15、TATION X 0ROTATION Y 0OKVIEWSHOW ALL VIEWS3REUTRNNODES ADD用鼠标选择对称面上所有的节点，一共435个 END LIST()有限元原理一个实例边界条件定义有限元原理一个实例 载荷工况定义载荷工况定义 采用固定步长，一共采用固定步长，一共3个个loadcase，包含上辊压下、，包含上辊压下、下辊旋转以及上辊返回初始位置。对应的命令流如下：下辊旋转以及上辊返回初始位置。对应的命令流如下：有限元原理一个实例载荷工况定义LOADCASESMECHANICALNEW lcase1STATICCONTACTCONTACT TABLE: ctable1

16、OKSOLUTION CONTROLNON-POSITIVE DEFINEPROCEED WHEN NOT CONVERGEDTOTAL LOADCASE TIME: 2STEPPING PROCEDUREFIXED #STEPS 50OKNEW lcase2STATICCONTACTCONTACT TABLE: ctable1OKSOLUTION CONTROLNON-POSITIVE DEFINEPROCEED WHEN NOT CONVERGEDTOTAL LOADCASE 14有限元原理一个实例边界条件定义STEPPING PROCEDUREFIXED #STEPS 70OKNEW l

17、case3STATICCONTACTCONTACT TABLE: ctable1OKSOLUTION CONTROLNON-POSITIVE DEFINEPROCEED WHEN NOT CONVERGEDTOTAL LOADCASE TIME: 2STEPPING PROCEDUREFIXED #STEPS 20OKMAIN有限元原理一个实例 定义作业参数并提交运行定义作业参数并提交运行 有限元原理一个实例定义作业参数并提交运行ADVANCED CONTACT CONTROLSEPARATION FORCE 0.1OKOKANALYSIS OPTIONSLARGE STRAINOK JOB RESULTS Stress Equivalen