弹塑性变形分析.docx

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弹塑性变形分析

弹塑性变形分析

5.1综述

5.1.1有限元法进行弹塑性分析的流程

5.1.2用MarcMentat完成弹塑性行分析

5.2板料弯曲变形实例

5.2.1弯曲变形问题概述

金属板料冲压成型是利用金属塑性变形的特点，通过对金属板料施加压力，使其产生塑性变形从而获得所需要的形状。

板料放于凹模上，通过凸模对板料施加压力，使板料发生弯曲变形，冲头再返回到它原来的位置。

下图5.1和5.2分别是钢板冲压弯曲成型的模型和弯曲变形前后示意图。

图5.1弯曲成形模型

图5.1弯曲变形前后示意图

以长60mm,宽10mm,厚2.5mm钢板为例，锥形冲头,凹模宽度15mm,圆角半径2.5mm.金属薄板通过冲头压入凹槽10mm，冲头再回到原位置。

弯曲成型所用的材料的参数和工艺参数如表5.1所示。

模拟中用到材料参数与工艺参数

杨氏模量200000

泊松比0.3

质量密度7.6e-006

5.2有限元建模和关键问题技术处理

1）打开Marc软件，点击MESHGENERATION,然后再点击COORDINATESYSTEM

SET,点击UDOMAIN输入-4040，USPACING输入2.5，点击VDOMAIN,输入-2020，VSPACING2.5，点击FILL.

点击RETURN,CRVSADD,画出下图所示图形，

）进行网格划分

点击MESHGENERATION

点击CONVERT

点击DIVISIONS

输入806（CR）

点击SURFACESTOELEMENTS

选择长方形表面并点击右键或者左键点击ENDLIST

点击RETURN

）删除重复节点

点击SWEEP

点击ALL

点击RETURN

点击RENUMBER

点击ALL

点击MAIN

）建立材料特性

点击MATERIALPROPERTIES（twice）

点击TABLES

点击NEW

点击1INDEP.VARIABLE

点击TABLETYBE

选择eq_plastic_strain

点击DATAPOINTSADD输入下表中的数据

StrainStress

050

0.1200

1300

点击FIT

RETURN

点击NEW

点击NAME

输入Steel（CR）

点击ISOTROPIC

点击YOUNG’SMODULUS

输入200000（CR）

点击POISSON’SRATIO

输入0.3（CR）

点击ELASTIC-PLASTIC

点击YIELDSTRRESS

输入7.6e-006（CR）

点击TABLE

table1（eq_plasticstrain）

点击OK

点击OK

ELEMENTSADD

ALLEXIST

MAIN

）创立边界条件

点击BOUNDARYCONDITIONS

点击NAME

输入Symmetry_x

点击MECHANICAL

点击FIXEDDISPLACEMENT

点击OK

点击NODESADD

选择X=0上的所有节点

点击ENDLIST

点击RETURN

6）为板料创建一个重量

点击NEW

点击NAME

输入gravity（CR）

点击MECHANICAL

点击GRAVITYLOAD

点击ACCELERATIONY

-10（CR）

点击OK

点击ELEMENTSADD

点击ALLEXIST

点击MAIN回到主菜单

7）定义接触条件

点击CONTACT

点击CONTACTBODIES

点击DEFORMABLE

点击OK

点击NAME

输入workpiece（CR）

点击ELEMENTSADD

点击ALLEXIST

点击CONTACT

点击CONTACTTABLES

点击NEW

点击PROPERTIES

定义接触，分别点击1,2,3下方的T，选择TOUCH,将FRICTIONCOEFFICIENT设

置为0.1

点击OK

8）标记曲线

点击PLOT

不选择NODES,POINTS,BOUNDARYCOND’S

点击CURVESSETINGS

点击LABBELS

点击REGEN

点击RETURN

点击TABLES

9）建立冲床位置历程

点击NEW

点击1INDEP.VAR

点击TYPE

点击Time

点击DATAPOINTADD输入下面的数据

00

0.5-10

10

点击FIT

点击RETURN

10）建立刚体

点击NEW

点击NAME

输入punch（CR）

点击RIGID

点击POSITION

点击PARAMETERS

点击POSITONY

输入1（CR）

点击TABLE

选择Table2

点击OK

点击CURVESADD

选择锥形冲头

点击ENDLIST

点击NEW

点击NAME

输入table（CR）

点击RIGID

点击OK

点击CURVESADD

选择所有的元素除了圆圈

点击ENDLIST

点击IDcontact

点击FLIPCURVES

选择曲线1，5，6，7，8,9点击鼠标右键

点击MAIN

11）定义工况

点击LOADCASES

点击NEW

点击STAIC

点击NAME

输入push（CR）

点击PROPERTIES

点击TOTALLOADCASETIME

输入0.5（CR）

点击MULTI-CRITERIA

点击SOLUTIONTONTROL

点击NON-POSITIVEDEFINTE

点击OK

点击OK

点击COPY

点击NAME

输入release（CR）

点击MAIN

12）分析

点击JOBS

点击NEW

点击STRUCTURAL

点击PROPERTIES

选择push和release文件

点击PLANESTRAIN

点击ANALYSISOPTIONS

点击LARGESTRAIN

点击OK

点击JOBRESUTS

选择EquivalentVonMisesStress,andTotalEquivalent

PlasticStrain（fromAvailableElementScalars）

GlobalStress（fromAvailableElementTensors）

点击OK

13）提交作业

点击RUN

点击SAVEMODEL

点击SUBMIT

（1）

点击MONITOR

点击OK

点击MAIN

14）运行结果

点击RESULTS

点击OPENDEFAULT

点击DEFONLU

点击CONTOURBANDS

点击SCALAR

选择TotalEquivalentPlasticStrain

点击OK

点击MONITOR

点击PLOT

点击CURVESSETTINGS

不选择DEAW:

LABELS

点击REGEN

点击RETURN（两次）

点击SCAN

选择IncrementcorrespondingtoTime=0.5

点击OK

点击LAST

,）提取冲床力与时间的图形

点击HISTORYPLOT.

点击SETNODES

选取钢板上表面中心点，COLECTDATA分别输入1，50，1

点击NODES/VARIABLES

在GLOBALVARIABLES下拉菜单中选取TIME在CONTACTBODYVARIABLES下拉菜单中选取ForceYpunch

点击FIT.

点击MAIN.