Ls-dyna案例三：建模到求解全流程，拿去直接参考

本案例是成型分析，用于模拟方管轧制成圆管的过程，在网上看过相关视频，就想着用软件模拟一下。案例中用到的模型都比较简单，都是我自己画的，尺寸也是自己定义的，没有任何工程意义，只是介绍方法。

Component(零件)：

为减少计算机资源，本案例将简化为1/4模型。共13个零件(Component)，1个圆管与12个辊子(2个传动辊与10个工作辊)。每个Component均赋予了属性、材料与沙漏控制。

从左视图角度，圆管的上侧与左侧分别有6个辊子，第1个传动辊主要用于传动圆管，为了让辊子与圆管更好地接触，将传动辊子铣出一个圆形凹槽，凹槽直径与圆管的直径一致，后面的5个工作辊用于挤压成型，每个辊子挤压1mm，即后5个辊子的直径依次增大2mm。

模型的大致尺寸如下：

本案例的Model图形树信息：

本案例的Slover图形树信息如下：

Model图形树里面显示的是13个Component，但是在Solver图形树里面却只显示11个Component，我也不清楚是什么原因。

Material(材料)：

本案例的单位制为mm、MPa、t、s、N。案例中共定义了3种材料，圆管为柔性体，材料为钢，MATL24号材料，通过LCSS曲线定义材料的塑性应力与塑性应变。塑性应力应变的具体参数可以去冲压回弹那篇文章里面找。

辊子为刚体，材料为钢，MATL20号材料，只定义密度、弹性模量与泊松比即可，通过材料卡片的Constraint关键字控制刚体的边界条件。共定义了两种刚体材料，区别在于边界条件不同，分别释放绕X轴、Y轴的转动自由度，主要用于定义辊子的角速度。

Property(属性)：

本案例只定义了一种属性，均是通过实体单元模拟。

HourGlass(沙漏)：

拉格朗日网的沙漏参数设置默认。

Set集合：

本案例共定义了2个Set节点集合，为模型中对称面的所有节点，用于定义关于X轴与Y轴的对称边界条件。

Set Segments集合：

模型中共13个Component(零件)，因此定义了13个Set Segments集合，均为零件表面的接触单元，用于定义接触对。

绕X轴转动的辊子表面接触单元：

绕Y轴转动的辊子表面接触单元：

圆管表面的接触单元：

Groups(接触)：

模型中共12个接触对，均为辊子与圆管的接触，接触对过多，不一一介绍接触属性设置，仅以2个运动辊与圆管的接触定义为例介绍。

工作辊角速度的接触定义：

主面为工作辊，从面为圆管，静/动摩擦系数均为0.2.

Load Collector(载荷集合)：

本案例中共14个载荷集合，2个载荷集合用于定义对称边界条件，12个载荷集合用于定义辊子的角速度。

关于X轴和Y轴对称边界条件的载荷定义：

辊子的角速度载荷集合：辊子角速度的载荷共定义了12个，仍然以两个运动辊为例介绍角速度载荷集合，角速度仍通过曲线定义，角速度为3.14rad/s。只通过辊子与圆管的摩擦带动圆管前进，对圆管不定义任何速度或者位移载荷。

两个运动辊子角速度的定义

Control Cards(控制卡片)：

控制卡片定义仿真分析时间为4s，每0.01s输出1帧动画，但是只计算了3.7s，被我暂停了，共输出370帧动画。通过TimeStep控制卡片定义质量缩放系数，DT2MS为7e-7s。

圆管使用实体单元模拟成型分析时，将占用大量的计算机资源，即使定义质量缩放系数，将计算速度放大了近2倍，使用工作站仍然计算了2天，后面的案例将介绍使用壳单元模拟方管成型过程。

仿真结果：

从仿真结果来看，圆管已经有变形成为方管的趋势，适当增加工作辊子的个数，成型效果会更好。

仿真动画：

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