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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