圆环压缩实验有限元模拟解析.pptVIP

* 试样尺寸：内径30mm，外径60mm，高20mm 试样最大压缩量：12mm（60%H） 摩擦系数：μ=0~0.8 变形温度：冷变形 模拟软件：有限元分析软件ABAQUS 环形试样 圆环压缩过程的有限元数值模拟 Φ30 Φ60 H=20 建立几何模型——Part 环形试样 建立几何模型——Part 上、下模 定义材料属性——Property 上、下模=刚体 E=280 000MPa 圆环压缩是刚体和柔体的接触。压缩模具可以看成刚体，因为与 圆环试样相比模具的刚度要大的多，而试样则可以看成柔体。 定义材料属性——Property 环形试样=柔体 E=210 000MPa Elastic 定义材料属性——Property 环形试样=柔体 Plastic 装配组件——Assembly 定义接触面——Interaction 定义接触面——Interaction 定义接触面——Interaction 划分网格 —— Part 上下模 划分网格 —— Part 圆环 划分网格 —— Assembly 施加边界，加载求解 固定下模不动，即令X=Y=Z=0 施加 位移 载荷 Z=压缩量 上模 下模 施加边界 施加载荷 对摩擦因数分别取0.08和0.8两种情况压缩过程的模拟结果进行比较：当 μ=0.08 时，试样内径在压缩过程中逐渐扩大，且向外凸（如图1）；当 μ=0.8 时，试样内径在压缩过程中逐渐缩小，且向中心凸出（如图2）。上述模拟结果与理论试验情况一致（如图3）。 图1 μ=0.08 图2 μ=0.8 结果与分析 图3 μ=0.08 μ=0.8 * * * * 分别加动画进一步说明！ 当接触面上为理想状态无摩擦（μ=0）或摩擦因数很小(μ=0.08)时，圆环上每一质点均沿径向作辐射状向外流动，变形后内外径均扩大；当摩擦因数恰好等于某临界值时，分流面半径基本等于圆环内径，金属材料均向外流动，圆环外径扩大，而内径基本不变；当接触面上的摩擦因数大于某一临界值后，靠近内径处的金属质点向内流动阻力小于向外流的阻力，从而改变了流动方向，这时在圆环中出现了一个半径为Rn的分流面（中性层），该面以内的金属质点向中心方向流动，该面以外的金属质点向外流动，变形后内径缩小，外径扩大。通过数值模拟可以直观的观察到摩擦对金属塑性成形时金属流动的一般影响规律。 圆环压缩是刚体和柔体的接触。压缩模具可以看成刚体，因为与圆环试样相比模具的刚度要大的多，而试样则可以看成柔体。 圆环压缩是刚体和柔体的接触。压缩模具可以看成刚体，因为与圆环试样相比模具的刚度要大的多，而试样则可以看成柔体。 *