1.3.7圆形杯的轴对称成型 / 四六文摘

产品： Abaqus /标准Abaqus / Explicit

该示例说明了使用轴对称模型对圆形杯进行液压成形的过程。在这种情况下，使用两阶段的形成顺序，在各阶段之间进行退火。使用两种分析方法：一种是使用Abaqus / Explicit分析整个过程；另一种是使用Abaqus / Explicit分析整个过程。其他的成形顺序用Abaqus / Explicit分析，而回弹分析则用Abaqus / Standard进行。在这里，导入功能用于在Abaqus / Explicit和Abaqus / Standard之间传输结果，反之亦然。

问题描述

该模型由一个可变形的毛坯和三个刚性模具组成。毛坯的半径为150.0毫米，厚度为1.0毫米，并使用轴对称壳单元SAX1进行建模。毛坯和模具之间的摩擦系数取为0.1。模具1和2与坯件的偏移量为坯件厚度的一半，因为接触算法考虑了壳的厚度。为了避免在将模具3放置到第二成型阶段的位置时挤压坯料，将模具2和3之间的径向间隙设置为比初始壳体厚度大20％。图1.3.7–1 和图1.3.7–2 显示了模型的初始几何形状。

使用二维分析刚性表面或RAX2刚性元素对三个模具进行建模。解析的刚性表面可以更精确地表示二维弯曲的冲头几何形状，从而节省了计算量。可以在样品表面上看到接触压力，并且在刚体参考节点上可以得到反作用力。此外，还测试了运动学（默认）和惩罚性接触配方。这里介绍了使用刚性单元的运动学接触配方的结果。

毛坯由铝镇静钢制成，假定满足真实应力和对数应变之间的Ramberg-Osgood关系，

参考应力值（K）为513 MPa，加工硬化指数（n）为0.223。假定为各向同性弹性，杨氏模量为211 GPa，泊松比为0.3。利用这些数据，可获得91.3 MPa的初始屈服应力。应力-应变行为由匹配Ramberg-Osgood曲线的分段线性段定义，直至总（对数）应变水平为107％，并且具有Mises屈服，各向同性硬化且不依赖速率。

完全在Abaqus / Explicit中执行的分析包含六个步骤。在第一步中，在坯料与模具1和2之间定义接触。两个模具均保持固定，同时负z方向上的10 MPa的分布负载倾斜到坯料上。然后在第二步中减小此负载，使毛坯弹回平衡状态。

第三步骤是退火步骤。Abaqus / Explicit中的退火过程将所有适当的状态变量设置为零。这些变量包括应力，应变（不包括壳体，膜和平面应力元素的变薄应变），塑性应变和速度。没有时间与退火步骤相关联。该过程立即发生。

在第四步骤中，在坯料和模具3之间限定接触，并且在坯料和模具1之间去除接触。模具3竖直向下移动以准备下一次压力加载。

在第五步中，将另一个分布载荷沿正z方向施加到毛坯，迫使毛坯进入模头3。然后在第六步中减小该载荷，以监视毛坯的回弹。

为了获得准静态响应，进行了一项研究，以确定施加压力载荷并将其消除的最佳速率。最佳速率可在计算时间与结果准确性之间取得平衡。增加加载速率将减少计算机时间，但会导致准静态结果的准确性降低。

使用导入功能的分析包含四个运行。第一次运行与前面所述的Abaqus / Explicit分析的步骤1相同。在第二次运行中，将第一成型阶段的Abaqus / Explicit结果导入到Abaqus / Standard中，而无需更新参考配置，并导入材料状态以进行第一次回弹分析。第三次运行将第一次回弹分析的结果导入到Abaqus / Explicit中，以用于随后的退火过程和第二个成形阶段。通过更新参考配置并且不导入材料状态，该运行无需任何初始应力或应变即可开始，从而有效地模拟了退火过程。最后一轮将第二个成型阶段的结果导入Abaqus / Standard，以进行第二个回弹分析。

结果和讨论

图1.3.7–3 至图1.3.7–5 显示了完全在Abaqus / Explicit中使用刚性单元方法和运动学接触公式进行的分析结果。图1.3.7–3 显示了弹性回弹后，第2步结束时的变形形状。图1.3.7–4 显示了第二次弹性回弹后分析结束时的变形形状。尽管此处未显示，但在卸载步骤中观察到的回弹量可以忽略不计。图1.3.7–5 显示了分析结束时外壳厚度（STH）的等高线图。杯子中央的材料厚度已减少了约20％，而杯子边缘的厚度已增加了约10％。

使用Abaqus / Standard进行回弹分析的导入功能所获得的结果与使用分析性刚性表面和/或惩罚接触公式所获得的结果几乎相同。

您可以使用 abaqus restartjoin 执行过程从重新启动分析创建的输出数据库中提取数据，并将数据附加到第二个输出数据库。有关更多信息，请参见《Abaqus Analysis用户手册》第3.2.18节“从重新启动的分析中加入输出数据库（.odb ）文件”。

输入文件

轴突形式

使用刚性元素和运动学接触的Abaqus / Explicit分析。此文件还用于使用导入功能的分析的第一步。

使用分析性刚性表面和运动学接触进行建模。

使用刚性元素和惩罚接触的模型。

使用分析性刚性表面和惩罚接触进行建模。