Abaqus粒子生成器可以模拟生成大量的粒子颗粒,比如:机械喷丸,沙漏等。对于机械喷丸来讲,以往文献和科研论文更多的是模拟1个颗粒冲击工件,然而,这并不符合现实,现实中,机械喷丸是通过喷丸机实现的,其可采用多个喷枪设计,喷枪设置位置不同,喷砂上下摆动,喷枪360度可调,保证产品表面均匀喷砂,无死角。
随着Abaqus不断的升级和完善,Abaqus 2016版开始支持粒子生成器,可以生成离散粒子单元(单元类型为PD3D)。
目前,Abaqus只能通过编辑inp文件来实现粒子:
1. 先使用CAE文件编辑模型,包括一个面,工件和一个密封壳体(密封壳体是为了约束粒子颗粒,颗粒只能在壳体内),还有2个振幅,然后,建立job,Write Input生成inp文件;
注意:生成粒子的面需定义密度:
*Surface Section, elset=Set-1, density=2.5e-08
另外,该面的网格密度不能太小,否则出不来粒子,参考网格尺寸和粒子直径近似。
2. 编辑inp文件
1) 在inp的part模块,添加以下文字
下面文字需定义在面part里面,用于定义粒子生成器的名称、粒子数目、粒子集。
*PARTICLE GENERATOR, NAME=a, TYPE=PD3D, MaximumNumberofParticles=b
*PARTICLE GENERATOR INLET, SURFACE=c
*particle generator mixture
d
a- 粒子生成器的名称
b- 最大粒子数目
c- 粒子生成面
d- 粒子集,这是一个集合
**
*DISCRETE SECTION, ELSET=d, shape=sphere, density=2.1E-9, alpha=1.0
PDF_gen_SET1
*Discrete Elasticity
2.0E+6, 0.25
**
*PROBABILITY DENSITY FUNCTION, NAME=PDF_gen_SET1, TYPE=discrete
0.6, 1.0
Alpha-α阻尼,一般小于0.1
参考:有限元分析丨阻尼 - 知乎 (zhihu.com)
PDF_gen_SET1- probability density function粒子的概率密度
discrete- Abaqus有以下几种分布,Uniform(均匀分布)/Normal(正态分布)/Log-normal(对数正态分布)/Piecewise linear(分段线性分布)/Discrete(离散分布)/Truncated(阶段正态分布)
参考:Abaqus DEM进阶技术,指定颗粒级配 (qq.com)
在这里,定义形状为球(sphere),然后定义密度和α阻尼,以及其弹性模量和泊松比。
2) 在Assembly模块,添加以下文字
*SURFACE, TYPE=ELEMENT, NAME=e
d
e-定义所有粒子的面,方便下面定义接触。
3) 在Step模块,添加以下文字
*PARTICLE GENERATOR FLOW, GENERATOR=Part-outer-1.c
totalflow, MassFlow
Part-outer-1.c- Part-outer-1是粒子生成面模块,c是粒子生成面
Totalflow-流速,用于设定粒子的速度
MassFlow-质量密度,用于设定粒子的密度
注意:step的增量模式为element by element
*Dynamic, Explicit, element by element
4) 在Interaction模块,添加以下文字
*Contact Inclusions
Part-outer-1. c, Part-outer-1. c
Part-3-1.Surf-in, Part-outer-1. c
Part-outer-1. c,Surf-plate
*Contact Property Assignment
,Part-outer-1. c, P-Hertz
,Part-3-1.Surf-in, P
,Surf-plate, P
这是直径为1种的喷丸效果
这是直径为2种的喷丸效果
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