使用ls-dyna通过SPH仿真切削过程

2017-02-28 by:CAE仿真在线来源:互联网

1 金属切削

刀具设置成刚体,用网格划分;工件用SPH划分。

几个K文件:一个”conventionalcutting”, 单位制cm-g-μs;一个”microcutting”,这个K文件实在太大,我删除了节点信息,但保留了其他所有关键字。(初期做的比较粗糙的模型,很多参数并未优化)

Fig.1 Conventional cutting

Fig2. Microcutting

2 几点经验
2.1 FEM与SPH的耦合

Sph一则计算效率不及fem,二来在边界处理等问题上不如fem成熟。因此多有考虑大变形区域用sph,其他用网格划分。两部分需用*CONTACT_TIED_NODES_SURFACE连接,但请注意,网格密度与粒子密度不可相差太大,否则会出错。

Fig3. FEM-SPH
2.2 热力耦合

SPH支持热力耦合分析(关键字请参考时党勇那本书),但是我的经验是:sph部件与刚体部件之间无法热传递,如下图,只有工件上有温度场分布。听别人说将刀具设置成弹性体,则可以分析,我没有尝试。

热力耦合其实不难,在原K文件中添加热分析相应关键字并修改几个控制关键字即可,时党勇那本书介绍的很仔细

Fig4. Temperature field
2.3 SPH边界条件的施加

Sph专用边界*SPH_SYMMETRY_PLANE。有人说sph不能用spc加约束,但我试验的结果是sph也是可以用spc的,计算结果几乎没差别。也许其中另有微妙之处?

2.4关于两个SPH部件的接触.

两个part(三维的——lstc官网的例子是二维的)都用sph粒子划分是可以接触的。此时不需要再设置接触方式。不过sph不支持刚性材料,所以刀具要设置成弹性体才行。

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