基于ANSYS/LS—DYNA非均匀壁厚管料弯折成形仿真
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利用LS-DYNA进行成形仿真的输入控制参数Translated by SunnyWinterLS-DYNA已广泛用于汽车碰撞分析。
默认的输入参数一般能给出有效,精确的碰撞模拟结果。
但是,这些默认值对于成形仿真分析并不一定理想。
下面是一个标准的金属成形过程。
为及时参考,推荐输入参数用黑体字标识,并包含在盒状关键字输入框中。
模型明确要求的数据,如终止时间等参数,输入黑体的0值。
一般问题设定在显式成形仿真中,利用质量比例缩放和(或者)人为的高工具速度,运行时间可以大大缩减。
这两种方法都会引入人为的动力学影响,因此必须将其减小到在工程意义上合理的水平。
一个单独的描述人为动力影响的参数是:工具每运动1毫米所采用的显式时间步进值(或周期)数目。
当成形过程允许大的无限的板料运动,比如冲击成形,需要更多的毫米周期数。
当板料被压边圈和冲模支撑较强的约束住时,较少的毫米周期数是必要的。
对大多数的仿真来说,100到1000之间的毫米周期数能产生合理的结果。
如果可能,或者有必要重复一个仿真,可利用两个不同的毫米周期值并比较分析结果去估计其对人为动力学影响的敏感性。
推荐选择的一个最大工具速度是2.0mm/ms,起始和结束速度为0。
可以使用简单的梯形速度轮廓(如图1)。
利用大的时间缩放步参数dt2ms获得要求的毫米周期数,可参考下面的公式:时间步大小=1.0/(最大工具速度*毫米周期数)工具速度,时间步大小和结束时间必须在协调的参照系中选择。
如果所有的工具运动给定,可用下面的步骤设置模拟参数:已知:工具全部行程(mm):D最大工具速度(mm/ms):2.0速度轮廓: 2.0毫秒上升和2.0毫秒下降的梯形(如图1)选择:毫米周期数:ncpm计算:结束时间(ms): T=2.0+D/2速度数据点:(0.0,0.0)(2.0,2.0)(T-2.0,2.0) (T,0.0)时间步大小(ms): dt2ms=1/(2*ncpm)上面的运算提供速度轮廓数据点用于下面的工具运动部分。
基于ANSYS的压力钢管的应力变形分析及其壁厚选择毛有智【摘要】压力钢管作为水利水电工程中重要的输水建筑物之一,运行中需承受较高的水头.有必要对其进行应力、变形分析.压力钢管选材一般用高强度钢.而高强度钢一般价格昂贵,因此从节约实际工程造价的角度,又满足实际运行要求,需要对压力钢管壁厚慎重选择.用ANSYS分析了压力钢管应力、变形.使用得到的主应力结果,根据弹塑性力学强度理论公式计算不同壁厚钢管的应力值,可以优化壁厚,有重要的工程指导意义.【期刊名称】《贵州大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(030)002【总页数】4页(P111-114)【关键词】压力钢管;ANSYS;应力;位移;壁厚【作者】毛有智【作者单位】贵州水投水务有限责任公司,贵州贵阳550003【正文语种】中文【中图分类】TV314压力钢管[1-4]是一种水利水电工程中输水建筑物的组成部分,在承受一定的水压下,将水从水库、调压室、前池等位置,引入发电机,形成电能。
正因为压力钢管需承受较高的水压,故其钢材的选择以及实际工作时应力、变形分析就显得格外重要。
压力钢管是一种薄壳结构,如在设计、运行过程中稍有不当,则较容易产生事故。
用于水电站的钢材一般是高强度钢,能否在满足设计、运行的要求,尽量降低钢管壁厚,节约工程造价,也是应当关注的。
有限元作为一种区域型数值分析方法,已在水利水电工程中得到了普遍应用,比如用来分析重力坝[5]、闸室[6-7]、导流洞[8]、渗流[9]、基坑降水[10]等。
下面拟用通用性有限元商业软件ANSYS对压力钢管进行应力、变形分析,优化选择壁厚。
接下来,首先对ANSYS模拟过程中使用的壳单元及主要设置进行概述。
1 ANSYS单元类型的选择及主要设置模拟压力钢管,本文选用SHELL63单元。
因为SHELL63单元同时具有模拟弯曲和膜的能力,可以承受平面内荷载以及法向荷载。
单元的每个节点具有6个自由度:即,沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动和转动。
利用ANSYS/LS-DYNA仿真计算ANSYS/LS-DYNA的前后处理器是ANSYS/PRE-POST,求解器LS-DYNA,是全世界范围内最知名的有限元显式求解程序。
LS-DYNA在1976年由美国劳伦斯·利沃莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)J.O.Hallquist博士主持开发,时间积分采用中心差分格式,当时主要用于求解三维非弹性结构在高速碰撞、爆炸冲击下的大变形动力响应,是北约组织武器结构设计的分析工具。
LS-DYNA的源程序曾在北约的局域网Pubic Domain公开发行,因此在广泛传播到世界各地的研究机构和大学。
从理论和算法而言,LS-DYNA是目前所有的显式求解程序的鼻祖和理论基础。
1988年,J.O.Hallquist创建利沃莫尔软件技术公司(Livermore Software Technology Corporation),LS-DYNA开始商业化进程,总体来看,到目前为止在单元技术、材料模式、接触算法以及多场耦合方面获得非常大的进步。
1996年功能强大的ANSYS前后处理器与LS-DYNA合作,命名为ANSYS/LS-DYNA,目前是功能最丰富,全球用户最多的有限元显式求解程序。
ANSYS/LS-DYNA的用户主要是发达国家的研究机构、大学和世界各地的工业部门(航空航天、汽车、造船、零件制造和军事工业等)。
应用领域是:高速碰撞模拟(如飞机、汽车、火车、船舶碰撞事故引起的结构动力响应和破坏)、乘客的安全性分析(保护气囊与假人的相互作用,安全带的可靠性分析)、零件制造(冲压、锻压、铸造、挤压、轧制、超塑性成形等)、罐状容器的设计、爆炸过程、高速弹丸对板靶的穿甲模拟、生物医学工程、机械部件的运动分析等。
ANSYS/LS-DYNA强大功能的基础是求解器的理论基础和丰富算法。
下面仅就LS-DYNA在模拟冲压、锻压和铸造等工艺过程的功能和特色进行说明:1. 冲压薄板冲压过程的物理描述是:在模具各部件(通常是凸模、凹模和压料板)的共同作用下,板料发生大变形,板料成形的变形能来自强迫模具部件运动外功,而能量的传递完全靠模具与板料的接触和摩擦。
利用ANSYS/LS-DYNA仿真计算ANSYS/LS-DYNA的前后处理器是ANSYS/PRE-POST,求解器LS-DYNA,是全世界范围内最知名的有限元显式求解程序。
LS-DYNA在1976年由美国劳伦斯·利沃莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)J.O.Hallquist博士主持开发,时间积分采用中心差分格式,当时主要用于求解三维非弹性结构在高速碰撞、爆炸冲击下的大变形动力响应,是北约组织武器结构设计的分析工具。
LS-DYNA的源程序曾在北约的局域网Pubic Domain公开发行,因此在广泛传播到世界各地的研究机构和大学。
从理论和算法而言,LS-DYNA是目前所有的显式求解程序的鼻祖和理论基础。
1988年,J.O.Hallquist创建利沃莫尔软件技术公司(Livermore Software Technology Corporation),LS-DYNA开始商业化进程,总体来看,到目前为止在单元技术、材料模式、接触算法以及多场耦合方面获得非常大的进步。
1996年功能强大的ANSYS前后处理器与LS-DYNA合作,命名为ANSYS/LS-DYNA,目前是功能最丰富,全球用户最多的有限元显式求解程序。
ANSYS/LS-DYNA的用户主要是发达国家的研究机构、大学和世界各地的工业部门(航空航天、汽车、造船、零件制造和军事工业等)。
应用领域是:高速碰撞模拟(如飞机、汽车、火车、船舶碰撞事故引起的结构动力响应和破坏)、乘客的安全性分析(保护气囊与假人的相互作用,安全带的可靠性分析)、零件制造(冲压、锻压、铸造、挤压、轧制、超塑性成形等)、罐状容器的设计、爆炸过程、高速弹丸对板靶的穿甲模拟、生物医学工程、机械部件的运动分析等。
ANSYS/LS-DYNA强大功能的基础是求解器的理论基础和丰富算法。
下面仅就LS-DYNA在模拟冲压、锻压和铸造等工艺过程的功能和特色进行说明:1. 冲压薄板冲压过程的物理描述是:在模具各部件(通常是凸模、凹模和压料板)的共同作用下,板料发生大变形,板料成形的变形能来自强迫模具部件运动外功,而能量的传递完全靠模具与板料的接触和摩擦。
ansys-LS-DYNA使用指南中文版本ansys-LS-DYNA使用指南中文版本_全文在线阅读请使用IE7或IE8预览本页,个别文件很大超过5M,请等几分钟后再下载!谢谢!ansys-LS-DYNA使用指南中文版本-第一章引言ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结合起来。
用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。
使用本程序,可以用ANSYS建立模型,用LS-DYNA做显式求解,然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。
也可以在ANSYS和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式-显式/显式-隐式分析,如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。
1.1 显式动态分析求解步骤概述显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似,主要由三个步骤组成:1:建立模型(用PREP7前处理器)2:加载并求解(用SOLUTION处理器)3:查看结果(用POST1和POST26后处理器)本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。
没有详细论述上面的三个步骤。
如果熟悉ANSYS程序,已经知道怎样执行这些步骤,那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。
如果从未用过ANSYS,就需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程:·ANSYS Basic Analysis Guide·ANSYS Modeling and Meshing Guide使用ANSYS/LS-DYNA时,我们建议用户使用程序提供的缺省设置。
多数情况下,这些设置适合于所要求解的问题。
1.2 显式动态分析采用的命令在显式动态分析中,可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执行求解。
同样,也可以采用ANSYS图形用户界面(GUI)中类似的选项来建模和求解。