前面谈到,ABAQUS/Standard的分析结果只有在塑性应变较小时才是准确的,它无法准确模拟构件因塑性变形过大而被破坏的过程。破坏和失效问题应该使用ABAQUS/Explicit 进行分析,并且需要定义适当的失效准则。
ABAQUS提供了多种失效准则和硬化准则(各向同性硬化和Johnson-Cook硬化等),应力满足失效准则的单元会自动被“杀死”。建模时应根据材料的性质以及工程实际情况合理选取。有些失效准则可以直接在Propery功能模块中定义(例如,*DAMAGEINITIATION和*DAMAGEEVOLUTION等),而有些是ABAQUS/CAE所不支持的,只能利用关键词编辑器(EditKeyword,功能来添加关键词,或直接修改INP文件。例如,下面的INP文件内容定义了切削模型的材料参数(单位为m、kg、N),其中使用了剪切失效准则*SHEARFAILURE,失效判据是等效塑性应变达到1.0:
*Material,name=MAT_MISES
* Density
7800.,
* Elastic
2.1e+11,0.3* Plastic
4.18e +08, 0.9.32e+08,0.51.2e +9,1.5
* shear failure, element deletion = yes
1.0
提示:在ABAQUS67帮助文档(ABAQUS/CAE UsersManug》的附录A1“ABAQUceyword browser table”中,列出了各个关键词的功能是否能够通过在 ABAOUS/CAE 中建模实现。在 ABAQUS/CAP 中单击菜单 Help-Keyword Browser,就可以直接打开这个附录A,1。
关于破坏和失效问题的模拟方法,请参见ABAQUS6.7帮助文档《ABAQUS Analysis Us-er's Manual》第11.6节“Progressive damage and failurè”。在《ABAQUS Verification Manual》第2.2.20节“Progressive damage and failure of ductile metals”和第2.2.21节“Progressivedamage and failure in fiber-reinforced materials”中提供了两个简单的实例。《ABAQUS ExampleProblems Manual》第2.1.4节“Eroding projectile impacting eroding plate”是一个高速撞击破坏的完整实例,很有参考价值。
如果希望考虑切削热的影响,则需要进行热力耦合分析。在定义材料时,应设置与热有关的特性,例如比热(specifcheat)和导热系数(conductivity)等,分析步类型应选择显式热力耦合(Dynamic,Temp-disp,Explicit),单元类型也要使用热力耦合单元(例如C3D8RT)。相关内容参见ABAQUS6.7帮助文档《ABAQUS Analysis User'sManual》第6.5节“ Heat transfer and thermal-stress analysis”。在国内外期刊上可以查阅到大量的相关文献,例如在万方数据知识服务平台(wanfangdata.com.cn)中搜索“ABAOUS切削”,可以找到多篇关于切削模拟的国内文献。
(内容、图片来源:《ABAQUS有限元分析常见问题解答》,侵删)
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