abaqus切削模拟教程[优质ppt]
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ABAQUS金属稳态切削过程数值模拟
ABAQUS金属稳态切削过程数值模拟首先，建立几何模型。
切削过程可以简化为材料在切削刃的接触下发生形变和剪切的过程。
可以通过CAD软件建立用于数值模拟的三维几何模型。
模型中需要包含工件、刀具和夹持装置等部分，并确保几何模型的尺寸和形状与实际几何相符。
接下来，定义材料属性。
材料的机械行为是进行金属切削过程的关键。
ABAQUS提供了多种材料模型，可以根据实际情况选择适合的材料模型。
例如，可以选择弹塑性模型进行金属材料的描述。
此外，还需要定义材料的杨氏模量、屈服强度、切削模量等性能参数。
然后，设定切削工况。
在金属切削过程中，工件和刀具之间的接触行为和刀具在工件上施加的切削力是需要考虑的重要因素。
可以通过定义初始形状和速度来模拟切削过程中的刀具进给和回程过程。
还可以通过设定边界条件，例如夹紧和限制条件，对切削过程进行实际模拟。
接着，求解数值模型。
利用ABAQUS提供的有限元求解器，可以对切削过程的模型进行数值计算。
求解的过程中会考虑材料的弹性、屈服、塑性流动等行为，并基于这些行为对模型进行迭代计算。
最后，进行结果分析。
根据模拟求解的结果，可以获得切削过程中的应力、变形、热量分布等信息。
这些信息可以用来评估工件材料的破坏风险、确定切削参数的合理性以及优化刀具设计。
总之，利用ABAQUS进行金属稳态切削过程的数值模拟涉及到几何建模、材料定义、工况设定、数值求解和结果分析等步骤。
通过模拟可以获得材料在切削过程中的力学和热学行为，为实际切削操作提供可靠的参考。
软件教程——Abaqus最全、最经典中文培训教程PPT学习课件
3/5/2020
L2.43
线性阵列
Linear Pattern线性阵列
1、选取要进行阵列的部件实体Instance 2、阵列参数设置，阵列方向、数量、偏移量等
3/5/2020
L2.44
线性阵列
Radial Pattern辐射阵列
1、选取要进行阵列的部件实体Instance 2、阵列参数设置，阵列范围（°）、数量、中心轴等
3/5/2020
L2.10
PA R T 管 理 器
Part管理器的功能完全可以在窗口左侧模型树的右键快捷菜单实现。
3/5/2020
➢创建新Part，功能同 ➢复制Part ➢重命名Part，便于管理 ➢删除Part ➢锁定及解锁Part，锁定后Part将不能被修改 ➢修正Part ➢退出
L2.11
L2.33
3、特性设置 PROPERTY
3/5/2020
L2.34
特性设置
Property模块专有
3/5/2020
特征修改、删除等，很少用到 Partition已讲，见Mesh部分 基准点、线、面及坐标系等
定义材料属性 创建截面属性 分配截面属性
L2.35
定义材料属性
1 2
3密度
3/5/2020
➢Name
rigid-floor
➢Modeling Space
2D Planar
➢Type
Analytical rigid
➢Approximate size
200
3/5/2020
L2.9
创 建 新 PA RT 之 刚 性 地 面 2
➢如左图，画一个 100X100的正方形， 来模拟刚性地面。 ➢点击鼠标中键或 点击按钮 ， 完成。 200
《Abaqus教程》课件
06
Abaqus未来发展与展望
人工智能与机器学习在Abaqus中的应用
预测模型
利用机器学习技术，对Abaqus模拟结果进行预测 ，提高预测精度。
自动化优化
结合人工智能算法，实现Abaqus模型的自动优化 ，提高设计效率。
自动化校准
利用机器学习技术，自动校准Abaqus模型的参数 ，减少人工干预。
标准化接口
推动Abaqus的标准化接口发展，促进软件之间的互操作性。
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感谢您的观看
接触表面处理
在进行接触设置时，需要对接触表面进行处理，如 粗糙度、摩擦系数等，以确保模拟结果的准确性。
接触条件
在模拟过程中，用户需要设定接触条件，如 接触压力、温度等，以控制模拟的边界条件 。
优化设计
优化目标
用户可以根据实际需求设定优化目标，如最小化重量、最大化刚度 等，以实现结构优化设计。
优化算法
02
Abaqus基本操作
启动与退
启动Abaqus
打开Abaqus软件，选择合适的模块 和许可证。
退出Abaqus
完成操作后，选择“文件”菜单中的 “退出”选项，保存更改并关闭软件 。
模型创建
创建模型
在“模型”菜单中选择“创建模型”选项，选择合适的单位和坐标系。
创建部件
在“模型”菜单中选择“创建部件”选项，输入部件名称和尺寸。
材料模型的发展与挑战
01
02
03
新材料模型
随着新材料的发展，需要 开发新的材料模型以适应 模拟需求。
多物理场耦合
实现多物理场（如热、力 、电等）的耦合模拟，提 高模拟精度。
参数的不确定性
ABAQUS金属切削实例步骤
ABAQUS金属切削实例步骤1.几何建模：首先需要建立金属工件的几何模型。
可以使用ABAQUS提供的建模工具，也可以将几何模型从其他CAD软件中导入。
确保几何模型准确、完整。
2.材料定义：在完成几何建模后，需要定义切削过程中使用的材料的性质。
ABAQUS提供了很多材料模型，可以根据实际情况选择适合的模型，并输入相应的材料参数。
3.划分网格：对几何模型进行网格划分。
切削过程中需要注意，对于切削区域可以使用细网格，而对于其他区域可以使用粗网格，以保证计算效率。
划分网格时需要注意切削区域的边界条件和接触面的定义。
4.加载和约束：模拟金属切削过程中，需要对工件施加切削力和旋转运动。
可以通过设定工具相对于工件的移动速度，以及施加在工具刀齿上的切削力来模拟真实的切削过程。
同时，还需要对工件施加约束条件，以保证切削过程中工件的稳定性。
5.定义切削区域：定义切削区域和非切削区域的材料和边界条件。
可以使用ABAQUS提供的切削模块，将切削区域指定为一个单元集合。
然后可以定义切削区域的边界条件，如切削力、切削速度等。
6.建立切削过程的模拟：定义金属切削过程的边界条件和约束条件。
可以考虑刀具的切削速度、切削力的变化以及加工过程中可能出现的各种现象，如剧烈振动、切屑形成等。
7.求解模型：对模型进行求解。
ABAQUS会根据定义的边界条件和约束条件，通过有限元分析方法求解切削过程模型，得到切削过程中各个时间点的位移、应力和应变等结果。
8.结果后处理：对求解结果进行后处理，包括结果的可视化和分析。
ABAQUS提供了丰富的后处理工具，可以对结果进行动画和图形展示，还可以进行数据提取和分析，以评估切削过程中的性能。
以上就是使用ABAQUS进行金属切削模拟的一般步骤。
在具体操作时，还需要根据实际情况进行参数设置和模型调整，以确保模拟结果的准确性和可靠性。
Abaqus教程ppt课件
通过分析应力/应变数据，评估 模型在给定加载条件下的强度
和刚度
破坏模式分析
通过分析破坏过程和破坏形态 ，评估模型的稳定性和可靠性
参数敏感性分析
通过对比不同参数下的结果， 分析各参数对结果的影响程度
，为优化设计提供依据
结果图表
要点一
可视化图表
将结果以可视化图表的形式输出，如曲线图、柱状图、 散点图等
07
abaqus常见问题与解决对策
安装问题
总结词：解决对策
安装程序错误：尝试使用管理员权限安装，或关闭杀 毒软件后再进行安装
软件版本不兼容：了解系统要求，确保所下载的版本 与操作系统版本相匹配
无法启动软件：检查安装路径是否正确，安装过程中 是否出现错误提示
使用问题
总结词：基本用法
材料属性：详细描述如何设置材料属性，包括弹性模 量、泊松比等参数
软件应用领域
汽车工业
ABAQUS在汽车工业中得到了广泛的应用，被用 于车辆的结构强度和刚度分析、车辆碰撞和冲击 分析、车辆振动和噪音分析等。
生物医学工程
ABAQUS在生物医学工程中也有广泛的应用，被 用于医疗器械的性能分析和优化、人体组织的生 物力学模拟等。
航空航天
ABAQUS在航空航天领域也得到了广泛的应用， 被用于飞机结构强度和刚度分析、飞机起落架疲 劳分析、航天器热分析等。
VS
适用范围
ABAQUS被广泛应用于各种工程领域，包 括机械工程、土木工程、电气工程、水利 工程、生物医学工程等，它可以进行各种 复杂物理现象的模拟和分析，如结构力学 、流体动力学、热力学、电磁学等。
软件功能
前处理
ABAQUS提供了强大的前处理模块，可以进行复杂模型的建立和网格划分，支持各种类型 的网格，如四面体网格、六面体网格等，并且可以进行高质量的网格剖分，以满足各种复 杂分析的需求。
和刚度
破坏模式分析
通过分析破坏过程和破坏形态 ，评估模型的稳定性和可靠性
参数敏感性分析
通过对比不同参数下的结果， 分析各参数对结果的影响程度
，为优化设计提供依据
结果图表
要点一
可视化图表
将结果以可视化图表的形式输出，如曲线图、柱状图、 散点图等
07
abaqus常见问题与解决对策
安装问题
总结词：解决对策
安装程序错误：尝试使用管理员权限安装，或关闭杀 毒软件后再进行安装
软件版本不兼容：了解系统要求，确保所下载的版本 与操作系统版本相匹配
无法启动软件：检查安装路径是否正确，安装过程中 是否出现错误提示
使用问题
总结词：基本用法
材料属性：详细描述如何设置材料属性，包括弹性模 量、泊松比等参数
软件应用领域
汽车工业
ABAQUS在汽车工业中得到了广泛的应用，被用 于车辆的结构强度和刚度分析、车辆碰撞和冲击 分析、车辆振动和噪音分析等。
生物医学工程
ABAQUS在生物医学工程中也有广泛的应用，被 用于医疗器械的性能分析和优化、人体组织的生 物力学模拟等。
航空航天
ABAQUS在航空航天领域也得到了广泛的应用， 被用于飞机结构强度和刚度分析、飞机起落架疲 劳分析、航天器热分析等。
VS
适用范围
ABAQUS被广泛应用于各种工程领域，包 括机械工程、土木工程、电气工程、水利 工程、生物医学工程等，它可以进行各种 复杂物理现象的模拟和分析，如结构力学 、流体动力学、热力学、电磁学等。
软件功能
前处理
ABAQUS提供了强大的前处理模块，可以进行复杂模型的建立和网格划分，支持各种类型 的网格，如四面体网格、六面体网格等，并且可以进行高质量的网格剖分，以满足各种复 杂分析的需求。
abaqus切削模拟教程演示幻灯片
定义接触面：
1.通过菜单、视图，只显 示零件CHIP
2.菜单栏，‘工具’‘创建面’
2020/4/12
24
Abaqus定义表面与接触
3.表面命名为‘CHIP_BOT’ 选择如下红色边确定
4.其他表面定义（红色线）如下
CHIP_ALL
JOINT_BOT JOINT_TOP
WORK_TOP
TOOL_FACE
3.设置‘热传导率’‘比热’
17
Abaqus赋予材料属性
设置截面属性：
1.点 ，名称‘Section_CHIP&WORK’, 设置如下，继INT’,赋予 材料‘GH4169_FAIL’
3.建‘Section_TOOL’,赋予 材料‘TOOL_M’
2020/4/12
25
Abaqus定义表面与接触
定义接触性质：
1.点 ，命名‘int-con’ 2.力学分别定义‘切向行为’ 3.定义热传导，定义传导率
,继续
‘法向行为’
与距离的函数对应关系如下
2.点‘力学’、‘弹性’，设置 杨氏模量和泊松比
2020/4/12
GH4169为合金钢，将会 赋予给未撕裂的切屑和工件
13
Abaqus赋予材料属性
创建材料GH4169的参数：
3.点‘力学’、‘塑性’，选择‘与 温度有关的数据’，赋予数据
4.设置线膨胀系数，，点‘力学’‘膨胀’
5.设置热传导率，点‘热学’‘传导率’， 输入数据
旋转实例
合并、切割实例
2020/4/12
20
Abaqus模型装配
1.点击
，导入零件
2.点 ，选择实例‘WORKPIECE-MESH’, 选右上角作‘起点’，‘JOINT_MESH’右 下角作终点确定
abaqus切削模拟教程
零件分离线，工件网格划分与此相同
精品课件
Abaqus零件网格划分
刀具TOOL网格划分：
1.点击边布种，如图，按住shif选择前刀 面与后刀面，使用密度偏离布种
2.控制网格形状，三角形，技术自由
精品课件
3.网格类型与前面类似
Abaqus零件网格划分
生成网格零件：
1.点击菜单栏‘网格’，选择 ‘创建网格部件’
1.刀具‘密度’‘杨氏模量’3.设置‘热传导率’‘比热’
精品课件
Abaqus赋予材料属性
设置截面属性：
1.点
，名称‘Section_CHIP&WORK’,
设置如下，继续，材料选择‘GH4169’
2.建‘Section_JOINT’,赋予 材料‘GH4169_FAIL’
织及其它的化学变化; • 被加工对象的材料是各向同性的； • 不考虑刀具、工件的振动； • 由于刀具和工件的切削厚度方向上，切削工程
中层厚不变，所以按平面应变来模拟；
精品课件
Abaqus建立零件模型
采用单位： N，Pa，m， S，K，J
精品课件
Abaqus建立零件模型
其他零件尺寸如下：
• JOINT分离线为切削时切屑与工件分离的部分 • 零件分开画，材料接触和变形不同，便于赋予
4.设置线膨胀系数，，点‘力学’‘膨胀’
5.设置热传导率，点‘热学’‘传导率’， 输入数据
精品课件
Abaqus赋予材料属性
创建材料GH4169的参数：
5.点‘热学’‘非弹性热份额’
6.点‘热学’‘比热’，输入参数
精品课件
Abaqus赋予材料属性
创建材料GH4169_FAIL的参数：
1.点
Abaqus仿真经典教程(通用版)PPT课件
L2.1
Abaqus仿真分析培训
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
L2.2
模型操作
Ctrl+Alt+鼠标左键 旋转模型
Ctrl+Alt+鼠标中键 平移模型
Ctrl+Alt+鼠标右键 缩放模型
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
L2.3
单位一致性 CAE软件其实是数值计算软件，没有单位的概念。
L2.18
2、划分网格 Mesh
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
Mesh
L2.19
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
Mesh模块专有
Partition分割，化复为简 拓扑修改，该省就省
特征修改、删除等，很少用到 线、面、体分割工具，辅助网格划分 基准点、线、面及坐标系等 拓扑修改等，辅助网格划分
网格划分
Mesh Part，即整体划分网格 Mesh Region，即局部划分网格 Delete Part Mesh，即删除整体网格 Delete Region Mesh，即删除局部网 格
L2.32
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
网格质量
2 选择已划好网格的Part 1
L2.33
Extend Face
选择作为切割平面的实际面
L2.22
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
Partition Cell
Extrude/Sweep Edges
通过拉伸或扫略形成切割面 1、选择被拉伸或扫略的边 2、指定方向进行拉伸或指定沿某边进行扫略
L2.23
Abaqus仿真分析培训
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
L2.2
模型操作
Ctrl+Alt+鼠标左键 旋转模型
Ctrl+Alt+鼠标中键 平移模型
Ctrl+Alt+鼠标右键 缩放模型
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
L2.3
单位一致性 CAE软件其实是数值计算软件，没有单位的概念。
L2.18
2、划分网格 Mesh
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
Mesh
L2.19
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
Mesh模块专有
Partition分割，化复为简 拓扑修改，该省就省
特征修改、删除等，很少用到 线、面、体分割工具，辅助网格划分 基准点、线、面及坐标系等 拓扑修改等，辅助网格划分
网格划分
Mesh Part，即整体划分网格 Mesh Region，即局部划分网格 Delete Part Mesh，即删除整体网格 Delete Region Mesh，即删除局部网 格
L2.32
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
网格质量
2 选择已划好网格的Part 1
L2.33
Extend Face
选择作为切割平面的实际面
L2.22
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
Partition Cell
Extrude/Sweep Edges
通过拉伸或扫略形成切割面 1、选择被拉伸或扫略的边 2、指定方向进行拉伸或指定沿某边进行扫略
L2.23
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Abaqus定义边界条件和载荷
定义元素集合：定义约束点和初始温度点的集合
Abaqus定义表面与接触
切换到‘相互作用’
定义接触面：
1.通过菜单、视图，只显 示零件CHIP
2.菜单栏，‘工具’‘创建面’
Abaqus定义表面与接触
3.表面命名为‘CHIP_BOT’ 选择如下红色边确定
4.其他表面定义（红色线）如下
CHIP_ALL
JOINT_BOT JOINT_TOP
WORK_TOP
刀具TOOL网格划分：
1.点击边布种，如图，按住shif选择前刀面 与后刀面，使用密度偏离布种
2.控制网格形状，三角形，技术自由
3.网格类型与前面类似
Abaqus零件网格划分
生成网格零件：
1.点击菜单栏‘网格’，选择 ‘创建网格部件’
2.取名‘TOOL-MESH’
3.确定，生成绿色的 网格零件
4.在道具右上创建一个参考点， 5.其他零件生成网格零件
2.点‘力学’、‘弹性’，设置 杨氏模量和泊松比
GH4169为合金钢，将会 赋予给未撕裂的切屑和工件
Abaqus赋予材料属性
创建材料GH4169的参数：
3.点‘力学’、‘塑性’，选择‘与 温度有关的数据’，赋予数据
4.设置线膨胀系数，，点‘力学’‘膨胀’
5.设置热传导率，点‘热学’‘传导率’， 输入数据
设置截面属性：
1.点 ，名称‘Section_CHIP&WORK’, 设置如下，继续，材料选择‘GH4169’
2.建‘Section_JOINT’,赋予 材料‘GH4169_FAIL’
3.建‘Section_TOOL’,赋予 材料‘TOOL_M’
Abaqus赋予材料属性
赋予零件截面属性：
1.‘部件’栏点选‘CHIP_MESH’，点
制参数如下
3.点‘子选项’‘损伤演化’ ‘破坏位移参数’如下
GH4169_FAIL赋予给分离线， 破坏到一定程度，网格开裂
Abaqus赋予材料属性
创建刀具TOOL-M的参数：
1.刀具‘密度’‘杨氏模量’ ‘泊松比’如下
2.点‘力学’‘膨胀’，设置 ‘膨胀系数’
3.设置‘热传导率’‘比热’
Abaqus赋予材料属性
便于施加载荷和输出切削力
如图
Abaqus赋予材料属性
常用操作：
创建材料，设置材料参数
创建截面，将不同的材料 参数赋予到不同的截面上
指派截面，将不同的截面 赋予到不同的部件上
管理项，对左边对应项进 行编辑、复制、删除等管理
Abaqus赋予材料属性
创建材料GH4169的参数：
1.点击 ，材料名为GH4169， 点击‘通用’选择密度
Abaqus赋予材料属性
创建材料GH4169的参数：
5.点‘热学’‘非弹性热份额’
6.点‘热学’‘比热’，输入参数
Abaqus赋予材料属性
创建材料GH4169_FAIL的参数：
1.点 ，选GH4169，‘复制’， 命名‘GH4169_FAIL’
2.选‘GH4169_FAIL’，点‘编辑’‘力学’ ‘延性金属损伤’‘剪切损伤’，破坏机
TOOL_FACE
Abaqus定义表面与接触
定义接触性质：
1.点 ，命名‘int-con’ 2.力学分别定义‘切向行为’ 3.定义热传导，定义传导率
,继续
‘法向行为’
与距离的函数对应关系如下
Abaqus定义表面与接触
定义接ESS_CON：增加‘生热’
THIRD_CON:摩擦改为零
Abaqus定义表面与接触
定义接触对： 总共有5对接触
1.点 ，选择接触的2个面‘CHIP_BOT’ ‘CHIP_TOP’,力学接触为罚接触 ，接 触属性为Initial_on
2，按相同方法，按实际接触 定义其他4对接触
3.定义刀具为刚性约束。在菜单中创建一个集合， 命名为‘TOOL_EL’,选择所有刀具网格后确定
基于Abaqus的刀具切削仿真
Abaqus的功能介绍
• 线性静力学，动力学和热传导学 • 非线性和瞬态分析 • 多体动力学分析
Abaqus的界面介绍
切削模拟的假设条件
本文建立的金属切削加工热力耦合有限元模 型是基于以下的假设条件:
• 刀具是刚体且锋利，只考虑刀具的温度传导; • 忽略加工过程中，由于温度变化引起的金相组
接下来，以相同方式按 顺时针布种，数目分别 为6，20，6，250，20，20
Abaqus零件网格划分
1.CHIP网格形状控制：
点击 ，，选择整个零件后确定，
2.CHIP网格元素类型： 点击 ，选择整个零件，参数如下
选择如下图参数
3.最后点击 ，完成网格划分
零件分离线，工件网格划分与此相同
Abaqus零件网格划分
3.同理，将刀具顶点移到（2E-5，5E-6）
Abaqus定义分析步与输出
常用操作：
创建分析步 创建场输出
创建历程输出 对左边对应项进行管理
Abaqus定义分析步与输出
定义分析步：
1.点 ，建分析步‘Unsteady cutting’ 插在初始步后，参数设置如下
2.时间长度设为2E-5，几何非线性 设为‘开’
织及其它的化学变化; • 被加工对象的材料是各向同性的； • 不考虑刀具、工件的振动； • 由于刀具和工件的切削厚度方向上，切削工程
中层厚不变，所以按平面应变来模拟；
Abaqus建立零件模型
采用单位： N，Pa，m， S，K，J
Abaqus建立零件模型
其他零件尺寸如下：
• JOINT分离线为切削时切屑与工件分离的部分 • 零件分开画，材料接触和变形不同，便于赋予
2.选择整个零件确定后，赋予零件 截面属性‘Section_CHIP&WORK’
3.同理，赋予其他零件对应的截面属性
Abaqus模型装配
常用操作：
导入模型 阵列
平移实例
旋转实例
合并、切割实例
Abaqus模型装配
1.点击
，导入零件
2.点 ，选择实例‘WORKPIECE-MESH’, 选右上角作‘起点’，‘JOINT_MESH’右 下角作终点确定
不同的材料特性与接触属性 • 注意每个零件的原点位置，便于装配
Abaqus零件网格划分
常用操作：
对整个零件进 行自适应网格 对零件的每条边 分布种子
网格控制，单元形状
指派网格单元类型 控制单元属性
执行网格划分
Abaqus零件网格划分
零件CHIP网格划分：
点击 ，选择上 长边，进行边布种 ，确定
弹出图中，选择 按个数补种，单元数 250