Abaqus接触问题全面案例：冲模分析

1. 部件

1. 1. 创建毛坯（Blank）：

二维可变形壳部件：长0.1m宽0.001m

1. 2. 创建刚性部件（包括冲头、模具、压头）：

二维平面 解析 刚性线部件：

为刚性部件定义参考点：

1. 3. 复制刚性体，创建另外两个（压头和模具，装配关系见第4节）。

2. 属性

为毛坯设定 材料属性 ：

2.1 线性弹性属性：杨氏模量210e9，泊松比0.3

2.2 非线性应力应变关系：

2.3 创建实体、均质的截面属性

2.4 将截面属性指派到毛坯上去；

2.5 指派（非线性）材料方向：建立一个与原始全局坐标系相同直角坐标系作为基准坐标系（Datum csys-1）

3. 装配

3.1 旋转压头顺时针90°；旋转模具顺时针180°；

3.2 利用共边约束关系将各部件的相对位置定义如图：

其中冲头与毛坯之间有间隙相差0.001m，压头压在毛坯上表面，模具顶住毛坯下表面；压头左竖边与模具左竖边共线；冲头右竖边距离毛坯左竖边0.05m，冲头与压头之间有间隙0.001m（位于 x =0.051m处）。

4. 分析步设置

1. 压头与毛坯、模具与毛坯的接触建立：设置名为InContact-Holder的分析步，用于设置位移边界条件建立接触关系；
2. 用于施加压头力的分析步Load-Holder：放开位移边界条件，为压头设置440kN的力用于夹紧模具；
3. 建立冲头与毛坯的接触InContact-Punch：去除毛坯的左侧位移约束；冲头下移与毛坯接触，为毛坯设置一个小力以建立接触关系；
4. 下压冲头，进行冲模Move Punch：去除刚才定义的毛坯上的小力，冲头下移（通过调整位移边界条件）完成冲模过程。

总结如图： 开启 几何非线性。

5. 相互作用

将三个刚性体与毛坯进行接触设置，如图所示。其中刚性体选择外表面为主面，毛坯上下表面均为从面。

接触属性定义如图：

NoFriction定义为“硬接触”（详见另一篇文章“Abaqus接触属性与方式定义”）；Friction为0.1系数的罚摩擦。

6. 载荷（重点）

1. 在毛坯上表面定义-1000Pa的压力；如图粉红色箭头；
2. 在压头参考点定义-440.0e3 N的集中力；

分析步定义如图所示：在最后一个分析步取消压强的设置（它的存在只是为了是接触能够平稳建立）

3.  为毛坯两侧的竖边分别设置用于施加边界条件的作用点：选择拆分边（使用中点）将两侧边拆分成两段。

4. 在刚才新建的中点上施加Y方向的位移约束（这一步是为了固定被接触对象，以保证接触平稳建立），如下图，在接触平稳建立后，解除此 边界 条件：

5. 为压头设置向下的极小位移边界条件：

在第二个分析步（Load-Holder）中改为0；

6. 完全固定模具

7. 为压头设置边界条件：

8. 边界条件总结

7. 网格

为毛坯设置CPE4R（沙漏 控制 ：增强）的结构化四边形网格，Y方向4层，X方向100层。

8. 创建作业并提交

9. 结果

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