二维金属切削模拟步骤

在ANSYS Launcher界面中，选择ANSYS Mechanical/LS-DYNA
1、菜单过滤
Main Menu→Preprocessor→LD-DYNA Explicit→OK
2、设置文件名及分析标题
Utility Menu→File→change Jobname→2D cutting→New log and error file ：YES→OK
Utility Menu→File→change Title→cutting analysis →OK
3、选择单元类型
Main menu→preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete→Add→2D solid 162→OK→options→选择const.stress ；Lagrangian→OK
4、定义材料模型
（1） 定义刀具材料模型
Main menu→preprocessor→Material Props→Material Models→rigid material→
输入：DENS：5.2e3 ；EX：4.1e11 ；NUXY：0.3 ；选择“Y and Zdisps” ；“All rotations”→OK
（2） 定义工件Johnson-cook材料模型
Main menu→preprocessor→Material Props→Material Models→Gruneisen→Johnson-cook→输入：DENS：7.8e3 ；EX：2.06e11 ；NUXY：0.3 
A：507；B：320；C：0.28；n；0.064；m=1.06
D1：0.15；D2：0.72；D3：1.66；D4：0.005；D5：--0.84

5、创建几何模型
（1）创建工件模型
Main menu→preprocessor→Create→Areas→Rectangle→By Dimensions→输入：X1，X2：0，5；Y1，Y2：0，3→OK
（2）创建刀片模型
Main menu→preprocessor→Create→Keypionts→In Active CS→依次输入：
keypoint number：5，X、Y、Z ：5.1，2.9，0；
keypoint number：6，X、Y、Z ：6，3.228，0；
keypoint number：7，X、Y、Z ：6，4，0；
keypoint number：8，X、Y、Z ：5.294，4，0→OK

6、网格划分
（一）
（1） 对刀片进行网格划分
Utility Menu→Select→Entities→Lines ：By Num/Pick→Apply→选取刀片边线→OK
Main menu→preprocessor→Meshing→Size contrls→Manualsize→Lines→All lines→NDIV：10→OK
（2） 对刀尖半圆进行网格划分
Utility Menu→Select→Entities→Lines ：By Num/Pick→Apply→选取刀尖半圆→OK
Main menu→preprocessor→Meshing→Size contrls→Manualsize→Lines→All lines→NDIV：3→OK
（3） 确定刀片的单元属性
Main menu→preprocessor→Meshing→Mesh Attributes→Picked Aeras→选取刀片→Apply→确定材料号和单元类型号为1→OK
（4） 刀片网格划分
Main menu→preprocessor→Meshing→MeshTool→Mesh：Aeras；shape：Tri；free→Mesh→选取刀片→OK
（二）
（5） 对工件进行网格划分
切分工件
Utility menu →Workplane→Wp settings→Grid and Triad→Minimum ,maximum:-5,5 ;
Spacing:1.0→OK 
平移和旋转工作平面并用其切分工件
Utility menu →Workplane→Offset wp by incremens→X，Y，Z offsets：0，2.5，0；XY，YZ，ZX angle：0，90，0→OK 
Main menu→preprocessor→Modeling→operate→Booleans→Divide→Areas by wkplane→选取工件→OK
取消工作平面显示
Utility menu→workplane→Display workingplane→
等分接触区域相关Y向线段
Utility Menu→Select→Entities→Lines ：By Num/Pick→Apply→选取工件接触区Y向线段（两条）→OK
Main menu→preprocessor→Meshing→Size contrls→Manualsize→Lines→All lines→NDIV：10→OK
等分接触区域相关X向线段
Utility Menu→Select→Entities→Lines ：By Num/Pick→Apply→选取工件接触区X向线段（两条）→OK
Main menu→preprocessor→Meshing→Size contrls→Manualsize→Lines→All lines→NDIV：40→OK
等分接触区域不相关Y向线段
Utility Menu→Select→Entities→Lines ：By Num/Pick→Apply→选取工件接触区Y向线段（两条）→OK
Main menu→preprocessor→Meshing→Size contrls→Manualsize→Lines→All lines→NDIV：25→OK
等分接触区域不相关X向线段
Utility Menu→Select→Entities→Lines ：By Num/Pick→Apply→选取工件接触区X向线段（底边）→OK
Main menu→preprocessor→Meshing→Size contrls→Manualsize→Lines→All lines→NDIV：30→OK
确定工件的单元属性
Main menu→preprocessor→Meshing→Mesh Attributes→Picked Aeras→选取工件→Apply→确定材料号为2和单元类型号为1→OK
工件网格划分
Main menu→preprocessor→Meshing→MeshTool→Mesh：Aeras；shape：Quad；mapped→Mesh→选取工件→OK

7、建立part
Main menu→preprocessor→LS-DYNA options→part options→create all part→OK
(part1:刀具；part2：工件)
Plot→parts（不同颜色显示单元）
8、定义接触信息
Main menu→preprocessor→LS-DYNA options→contact→Define contact→surface to surf；Eroding；静、动摩擦系数为0.15、0.10→OK→弹出contact options对话框，确定接触件（工件），目标件（刀片）→OK
9、施加边界条件
Utility menu→select→Entities→Nodes :By Location :X Coordinates→Min,Max:-0.01,0.01;From Full→Apply（选中左侧边所有节点）
Main menu→preprocessor→LS-DYNA options→Constraints→Apply→on nodes→pick All→All DOF→OK
Utility menu→select→Entities→Nodes :By Location :Y Coordinates→Min,Max:-0.01,0.01;From Full→Apply（选中底边所有节点）
Main menu→preprocessor→LS-DYNA options→Constraints→Apply→on nodes→pick All→All DOF→OK
恢复整个模型的选择
Utility menu→select→Everything
10、     对刀片施加初速度
Main menu→preprocessor→LS-DYNA options→Initial Velocity→on parts→w/Nodal Rotate→选择part1，VX：-100→OK
恢复整个模型的选择
Utility menu→select→Everything
11、     设置能量控制选项
Main menu→Solution→Analysis options→Energy options→打开所有能量控制选项→OK
12、     设置人工体积粘性选项
Main menu→Solution→Analysis options→Bulks viscosity→Quadratic Viscosity Coefficient:1.0→OK
13、     设置时间步长因子
Main menu→Solution→Time controls→Time step ctrls→Time step scale factor:0.6→OK
14、     设置求解时间
Main menu→Solution→Time controls→Solution time→1e-3→OK
15、     设置结果文件输出步数
Main menu→Solution→Output Controls→File output Freq→Number of steps→[EDRST]:50;[EDHTIME]:50→OK
16、     设置结果文件的输出类型
Main menu→Solution→Output Controls→Output File Types→Add：ANSYS and LS-DYNA→OK
17、     输出K文件
Main menu→Solution→Write jobname.K
18、     求解
Main menu→Solution→Solve
19、     后处理（暂时不管）