深入探讨ABAQUS冲压分析

今天给大家介绍一个冲压成型的小案例，模型如图1所示。

   图1 模型了解
 

回顾一下ABAQUS的有限元分析流程：

   图2 ABAQUS有限元分析流程
 

01 前处理

1.1 几何模型的构建

模型在CAD中创建，在ABAQUS中导入草图，然后分别创建各部件，板件创建为2D-Deformable-planer，冲头、压模、低模创建为2D-Analytical rigid。

1.2 材料参数的定义

1.2.1 材料本构

在property模块中，创建材料，选择elastic，杨氏模量为2.07e11Pa，泊松比为0.3，密度为7800kg/m3，并输入塑性参数（如图3所示）。

   图3 塑性材料参数
 

1.2.2 截面创建

通过Create Section为实体模型创建solid，homogeneous截面，并选择对应的材料。

1.2.3 截面指派

通过Assign Section将创建好的截面指派给板料，解析刚体无需截面指派。

1.3 网格系统构建

1.3.1 网格划分

在Mesh模块中，针对板料厚度方向划分4个网格，长度方向划分100个网格。解析刚体无需进行网格划分。

1.3.2 单元类型

单元类型保持默认。

1.3.3 装配

在Assembly模块中，通过Create Instance进行装配。

02 求 解

2.1 求解器的设定

在Step模块中通过Create Step创建动力显式分析步，第一个分析步时间为0.0001s，第二个分析步时间为0.007s。

2.2 连接关系的构建

在interaction模块，通过create interaction为板料和冲头、压模以及底模之间分别创建三对接触，第一个表面分别选择冲头、压模以及底模，第二个表面选择对应位置的板料表面，接触参数法向为硬接触，切向摩擦系数为0.1。

2.3 边界条件的设定

2.3.1 位移边界条件

在Load模块中，第一个分析步中通过Create Boundary Condition创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre约束，选择底模，施加Encastre约束；创建Displacement/Rotation，选择压模参考点，约束U1和UR3自由度，释放U2自由度；创建Displacement/Rotation，选择板料左边线，约束U1和UR3自由度，释放U2自由度；创建Displacement/Rotation，选择冲头参考点，约束其全部自由度。

在第二个分析步中，修改冲头位移约束，使其向下运动0.03mm。

2.3.2 载荷边界条件

在第一个分析步中，通过Create Load为压模创建U2方向-440kN大小的压力，载荷约束如下图所示。

   图4 载荷约束施加
 

切换到Job模块，创建作业并提交求解。

03 后处理

3.1应力云图动画

GIF

   图5 应力云图
 

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