APDL展示：圆盘锻造过程中的网格重划分分析

这是APDL Showcase的第四个案例。本文简单介绍一下这个案例和它的实现方式。

01—模型与结果

这是一个轴对称模型，描述了一个圆柱形的塑性金属坯在刚体压头的下压中被锻造成形，成为一个圆盘。过程中使用了两次网格重划分分析。最终的von-Mises等效应力云图动画如下：

可以看到，网格重划分分析对于计算这类具有超大塑性变形的问题，尤其是铸造过程的模拟还是很有效的。

那么接下来就是简要的命令流讲解~

02—模型边界条件

这个模型初始状况如图所示。

上下都是刚体，中间的是轴对称变形体。两个接触对都为刚-柔接触。边界条件已经定义好了，也没啥特殊，底端固定，左侧轴对称边界，顶端向下施加强制位移呗。
 

P.S: 据我有限的了解，Workbench环境下就不允许在轴对称模型中定义刚体。甚至连在轴对称模型里加入线体都很难，且只能定义成刚性梁。
   

/prep7
cdread,db,ringforging,cdb

ringforging.dat文件，命令流开头自然是导入cdb模型数据。

!! Material is AISI 8620mp,ex,1,200e3              !MPamp,nuxy,1,0.3                tb,nliso,1,,,power         ! Nonlinear Isotropic Hardening with Power Lawc11=385.4                  ! Initial Yield Stressc12=0.134                  ! Power valuetbdata,1,c11,c12

接下来是定义幂指数形式的塑性硬化本构模型。总之就是一个塑性金属模型啦。据我考察，Abaqus里就没有这个指数形式的塑性硬化本构。

（幂指数形式的塑性材料本构模型）

   接下来是单元定义。这都不是本案例的重点。
 

!! Elements     
et,1,182keyopt,1,3,1               !Axisymmetric
keyopt,1,6,1               !使用了Mixed u/p 单元公式，将位移和压力分开作为独立变量        
et,2,169        
et,3,172
keyopt,3,10,0              !每次迭代更新接触刚度。
r,2
r,3        
finish

好的，然后是第一次求解。

/solu                        
outres,all,all              ! Write solution results every substep 
nlgeom,on                   ! Large deflection is activated
time,1ncnv,2                      ! Terminate the analysis but not the program execution
rescontrol,define,all,1
nsubst,20,2000,10           ! Initial time step size = 0.05
                    ! Minimum time step size = 0.5e-3
solve
finish

从命令流可以看到，打开了大变形开关，设置了非线性分析步的时间步长。

这里有一条命令值得注意，那就是ncnv。我猜应该是NonCoNVergence的意思。参数为2，即如果解决方案无法收敛，则终止分析但不终止程序执行。

——命令流读到这，跑一下看看？

0.7秒时的网格，还可以：

到0.9秒时的网格，就已经变形很严重了：

再往后的网格，就看不太清了。放一张稍微能看清点的：

（0.95秒，惨不忍睹）

03—网格重划分

好的，既然网格都惨不忍睹了，那我们就来进行一次网格重划分。

/clear,nostart/file,ringforging/solurezone,manual,1,26         ! First rezoning at substep 26 (time=0.71691)remesh,startremesh,read,mesh1,cdb      ! Read in the first mesh with esize=2allsel,allremesh,finimapsolve,500,pausefinish/clear,nostart/file,ringforging/solu                      ! Continue analysis with new meshantype, , rest, , , continuesolvefinish

第一句，/clear,nostart，清空数据库，不读取start.ans文件。GUI操作为：

下一步，rezone,manual,1,26，即启动重分区过程。GUI操作如图。

再下一步，remesh,read,mesh1,cdb。读取文件夹里已有的mesh1.cdb文件。这个是根据0.7秒的模型，用任意前处理器重画好的网格。

finish应该不用多说了。

接下来就是mapsolve,500,pause。完成finish命令以后，GUI界面上才会出现这个按钮。

映射结束，就是又一波clear。然后进行重启动分析。

这样就使用第二组网格完成了求解。

0.74秒映射完成的结果：

到了0.94秒，网格变形还是很严重：

需要进行第二次网格重划分分析。

这就都是一些重复操作了。将0.9秒的结果映射到第三个网格上。

/clear,nostart/file,ringforging/solurezone,manual,1,45         ! Second rezoning at substep 44 (time=0.9)remesh,startremesh,read,mesh2,cdb allsel,allremesh,finimapsolve,500,pausefinish/clear,nostart/file,ringforging/solu                      ! Continue analysis with new meshantype, , rest, , , continuesolvefinish

映射好的0.9秒网格：

最终结果。这个网格还很顺眼~

最终状态的von-Miese应力，做个1/2的轴对称延伸：

嗯，美得很美得很~

04—后记

由于时间关系，本篇推送只讲官方案例和命令流。目前看起来用Workbench是不太容易重复出这个分析结果的，所以我打算试试看Abaqus能不能实现类似的效果。

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