4.6 实例——冲模过程仿真分析
4.6.1 实例描述
这是将一块长金属薄板加工成圆形凹槽的模拟，以此说明刚性表面的应用以及在ABAQUS/Standard中成功接触分析需要用到的一些更为复杂的技术。该实例包括一条带型可变形材料，称为毛坯，以及工具——冲头、模具和毛坯夹具（与毛坯接触），如图4-41所示。
这些工具可以模拟成为刚性表面，因为它们比毛坯更加刚硬。毛坯厚度为1mm，在毛坯夹具与冲头之间受到挤压，毛坯夹具的力为440kN。在成型过程中，这个力与毛坯和毛坯夹具、毛坯和冲模之间的摩擦力共同作用，控制将毛坯材料压入冲模。必须确定在成型过程中作用在冲头上的力；对于作用在毛坯夹具上的力和在工具与毛坯之间的摩擦系数，也必须评估所采用的这些特殊的设置对于将毛坯加工成凹槽是否合适。
4.6.2 创建部件
1．创建毛坯
（1）基于平面壳体特征，创建一个二维、可变形的实体部件代表可变形的毛坯。为定义几何形状，单击工具区中的Create Part图标，弹出 Create Part 对 话 框 ， 在 Name 文 本 框 中 输 入 “Part-maopi” ， 设 置Modeling Space为2D Planar，Type为Deformable，如图4-42所示，然后单击Continue按钮。
（2）进入草图模块后，单击工具区中的图标，在视图区下方输入矩形第一个点的坐标（0,1），然后再输入第二个点的坐标（30,0），双击鼠标中键。
2．创建冲头
（1）冲头的结构尺寸如图4-43所示。单击工具区中的Create Part图标 ，在弹出对话框的Name文本框中输入“Part-chongtou”，设置Modeling Space为2D Planar，Type为Analytical rigid，如图4-44所示，然后单击Continue按钮。
（2）单击工具区中的 图标，在视图区下方依次输入坐标（0,1），并在视图区单击鼠标中键确认，以此类推依次输入坐标点（0,20）、（14,20）、（14,10）、（5,1）及（0,1）。再单击工具区中的图标，在视图区输入倒角半径2，在视图区单击鼠标中键确认，然后参照图4-43对部件进行倒角，冲头绘制完毕。
（3）在绘制完毕后，为冲头指定一个参考点。在菜单栏中选择Tools→Reference Point命令，然后单击冲头上表面中点，如图4-45所示。
3．创建夹具
（1）夹具的结构尺寸如图4-46所示。单击工具区中的Create Part图标，在弹出对话框的Name文本框中输入“Part-jiaju”，设置ModelingSpace为2D Planar，Type为Analytical rigid，然后单击Continue按钮。
（2）进入草图模块后，单击工具区中的图标，在视图区下方输入矩 形 第 一 个 点 的 坐 标 （ 15,1 ） ， 然 后 再 输 入 第 二 个 点 的 坐 标（30,10），双击鼠标中键。
（3）在绘制完毕后，为夹具指定一个参考点。在菜单栏中选择Tools→Reference Point命令，然后单击夹具顶部的中点，如图4-47所示。
4．创建模具
（1）模具的结构尺寸如图4-48所示。单击工具区中的Create Part图标，在弹出对话框的Name文本框中输入“Part-moju”，设置ModelingSpace为2D Planar，Type为Analytical rigid，然后单击Continue按钮。
（2）单击工具区中的 图标，在视图区下方依次输入坐标（0,-10），并在视图区单击鼠标中键确认，以此类推依次输入坐标点（6,-10）、（15,0）、（30,0）、（30,-15）、（0,-15）及（0,-10）。
再单击工具区中的图标，在视图区输入倒角半径2，在视图区单击鼠标中键确认，然后参照图4-48对部件进行倒角，模具绘制完毕。
（3）在绘制完毕后，为模具指定一个参考点。在菜单栏中选择Tools→Reference Point命令，然后单击模具上表面中点，如图4-49所示。
4.6.3 定义材料属性
（1）在工作区上方的Module下拉列表框中选择Property选项，进入材料属性编辑界面。单击工具区中的Create Material图标，弹出EditMaterial对话框，如图4-50所示，默认名称为Material-1，在MaterialBehaviors选项组中依次选择Mechanical→Elasticity→Elastic选项。此时，在下方出现的数据表中依次设置Young’s Modulus为210000，Poisson’s Ratio为0.3，保持其余参数不变。
本实例中，毛坯材料会发生塑性变形，且在分析过程中材料的塑性应变将会很大。如表4-2所示为材料屈服应力与塑性应变的数据。
（2）在Edit Material对话框中，选择Mechanical→Plasticity（塑性）→Plastic（塑性）选项，将表4-2中数据输入数据表中，如图4-51所示，然后单击OK按钮。
4.6.4 定义和指派截面属性
1．创建截面
单击工具区中的Create Section图标，弹出Create Section对话框，默认名称为Section-1，保持其他选项不变，如图4-52所示，单击Continue按钮，弹出Edit Section对话框，在Material下拉列表框中选择Material-1选项，如图4-53所示，单击OK按钮。
2．指派截面属性
在Part下拉列表框中选择部件Part-maopi，单击工具区中的AssignSection图标，在视图区选择整个部件，单击提示区的Done按钮（或在视图区单击鼠标中键）。弹出Edit Section Assignment对话框，在Section下拉列表框中选择Section-1选项，如图4-54所示，单击OK按钮。
（内容、图片来源：《ABAQUS 2020有限元分析从入门到精通》，侵删）
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