D熱耦合軋制教程.doc

1、2D 熱耦合軋制教程本教程為熱 -機(jī)械耦合軋制教程，所用材料為Q235，采用 SI（mm ）單位制 （ mm 、N、J、MPa、攝氏度）1.建立剛體軋輥， 首先選擇創(chuàng)建新零件，修改零件名字為 “ zhagun”。，選擇 2D Planar創(chuàng)建二維零件，零件屬性選擇分析剛體“Analytical rigid ”，尺寸為1000 ，點(diǎn)擊“ continue ”點(diǎn)擊創(chuàng)建圓弧（由于ABAQUS不支持大于等于180 度的分析剛體圓弧，所以一個(gè)完整的軋輥至少分為3 段，本例將剛性軋輥分成4 段），在提示區(qū)內(nèi)輸入軋輥中心坐標(biāo)為“0,101”，然后輸入圓弧的第一點(diǎn)坐標(biāo)（0,1），第二點(diǎn)坐標(biāo)（-100,101

2、），建立第一個(gè)圓弧。然后建立第二個(gè)圓弧，點(diǎn)擊，選擇第一個(gè)圓弧的圓心O，再選擇第一個(gè)圓弧末端的端點(diǎn) B ，在提示區(qū)輸入“0,201”，作為第二個(gè)圓弧的末端，創(chuàng)建第三個(gè)圓弧同樣選擇圓心O，選擇第三個(gè)圓弧的末端C，輸入坐標(biāo)“ 100,101”，同理建立第四段弧線，并和第一段弧線起點(diǎn)重合，完成軋輥剛體的草繪。點(diǎn)擊提示區(qū)“Done”完成草繪，創(chuàng)建軋輥元件。ABAQUS 軟件針對(duì)每一剛體必須設(shè)置其相對(duì)的參考點(diǎn)，否則軟件無法計(jì)算。點(diǎn)擊“tool-reference point ”，然后選擇軋輥中心設(shè)為參考點(diǎn)。完成軋輥元件的創(chuàng)建。2.建立軋板，新建零件，名字改為“ zhaban”選擇“ 2D Planar”，

3、零件類型選擇變形體“Deformable ”，“Base Feature”選擇“ shell”，模型尺寸仍為1000，點(diǎn)擊“ continue ”。點(diǎn)擊創(chuàng)建軋板，在提示區(qū)輸入“-20,0 ”，然后輸入對(duì)角點(diǎn)“-120,”，完成軋板元件。3.創(chuàng)建材料屬性， 將 Module ：模式選擇為Property ，點(diǎn)擊創(chuàng)建新材料，材料名稱為Q235。點(diǎn)擊“ General-density ”創(chuàng)建材料密度，輸入（T/mm3 ）點(diǎn) 擊 “ mechanical-Elasticity-elastic” 創(chuàng) 建 材 料 的 基 本 屬 性 ， 勾 選Usetemperature-dependent data ，

4、按下表輸入Q235 的基本參數(shù)。點(diǎn)擊“ mechanical-Plasticity-Plastic ”，同樣勾選Use temperature-dependentdata，創(chuàng)建Q235 材料的塑性參數(shù)。YieldPlasticTempStressStrain00000000020020020020020020020004004004004004004000600600600600600600點(diǎn)擊“ mechanical-Expansion”，同樣勾選 Use temperature-dependent data創(chuàng)建材料的熱膨脹系數(shù)。Expansion coeff apphaTemp020030

5、0400500600點(diǎn)擊“ Thermal-Conductivity ”，同樣勾選 Use temperature-dependent data創(chuàng)建材料的導(dǎo)熱系數(shù)。Conductivitytemp0200300400500600點(diǎn)擊“ Thermal- Specific Heat”，同樣勾選Use temperature-dependent data創(chuàng)建材料的比熱。Specific HeatTemp0002000300040005000600點(diǎn)擊“ Thermal- Inelastic energy”，默認(rèn) .點(diǎn)擊“ OK”，完成材料模型創(chuàng)建。創(chuàng)建材料截面 （由于 ABAQUS中，所有的材料模

6、型必須賦予給截面，再將截面賦予定義的元件），點(diǎn)擊，創(chuàng)建截面， name 輸入“ zhaban”，類型選擇“ Solid”， Type 選擇各向同性“ Homogeneous ”，點(diǎn)擊“ continue ”彈出編輯界面屬性對(duì)話框，Material 選擇“ zhaban”，點(diǎn)擊“ OK”點(diǎn)擊，框選整個(gè)軋板，將截面屬性賦予軋板。4.進(jìn)入組件模塊創(chuàng)建組件，選擇，點(diǎn)擊創(chuàng)建組件，按住Ctrl鍵，選擇兩個(gè)零件，類型選擇“Dependent （ mesh on part ）”點(diǎn)擊“ok”完成組件，如圖5.創(chuàng)建分析步，選擇，點(diǎn)擊，創(chuàng)建分析步， name 輸入“zhazhi”，Procedure type 選擇

7、“ General”，分析步類型選擇 “ Dynamic ，Temp disp，Explicit”分析步，點(diǎn)擊“ continue ”。在編輯分析步對(duì)話框內(nèi)，選擇“ Basic”，Time period 輸入時(shí)間 （軋制時(shí)間為） ，選擇 Massscaling，勾選 Use scaling definitions below（定義質(zhì)量放大系數(shù)） ，點(diǎn)擊 create，在 Scale by factor輸入數(shù)值 10000，其它接受默認(rèn)設(shè)置，點(diǎn)擊“OK”，點(diǎn)擊“ OK”，完成分析步設(shè)定。定義接觸屬性，選擇，點(diǎn)擊創(chuàng)建接觸，Step 選擇“zhazhi”，接觸類型選擇“Surface-to-Surf

8、ace contact （ Explicit）”，點(diǎn)擊“ continue ”首先選擇剛體輥的表面（ABAQUS 默認(rèn)首先選擇剛度大的表面），然后提示區(qū)會(huì)提示選擇何種顏色的面，作為接觸表面，選擇外表面“yellow ”。然后在提示區(qū)內(nèi)提示第二個(gè)接觸表面的類型，選擇“surface ”，然后按住“shift ”鍵選擇軋制接觸的兩表面，選擇后，表面應(yīng)成紫色，點(diǎn)擊“Done”進(jìn)入接觸屬性定義界面。Mechanical constraint formulation選擇“ Kinematic contact method ”，點(diǎn)擊“ create”創(chuàng)建新的接觸屬性。Type類 型 選 擇Contact

9、， 點(diǎn) 擊continue ， 進(jìn) 入 編 輯 接 觸 屬 性 界 面 ， 點(diǎn) 擊Mechanical-Tangential Behavior ，然后 Friction formulation選擇“ penalty ”，輸入摩擦系數(shù)。點(diǎn)擊 Thermal Thermal Conductance ，創(chuàng)建接觸換熱系數(shù)。輸入下表。點(diǎn)擊 Thermal Heat Generation ，接受默認(rèn)設(shè)置，完成接觸屬性定義。點(diǎn)擊外表面，點(diǎn)擊“，創(chuàng)建表面熱對(duì)流，類型選擇 Surface film condition ，然后按 shift Done”，輸入熱交換系數(shù)，環(huán)境溫度為 20 度，點(diǎn)擊“ OK”。選擇軋

10、板的定義剛體， 點(diǎn)擊，name 輸入“ zhagun”，類型選擇 “ RIgid Body”，點(diǎn)擊“ continue ”，點(diǎn)擊“Analytical Surface ”，然后選擇 “ edit ”選擇軋輥外表面， 點(diǎn)擊“ Done”，在 Reference Point選擇“ Edit”，選擇軋輥中心點(diǎn)RP，點(diǎn)擊“ Done”，勾選隨溫度耦合，點(diǎn)擊“OK”完成軋輥剛體定義。5.定義邊界條件，選擇，點(diǎn)擊，創(chuàng)建軋輥邊界條件，name 輸入“ zhagun”，類型選擇“ Mechanical Velocity/Angular velocity ”，點(diǎn)擊“ continue ”，選擇軋輥中心點(diǎn)，點(diǎn)擊“

11、Done”，輸入 V1，V2 為 0， VR3 為 10，點(diǎn)擊“ OK”，完成軋輥的邊界條件的創(chuàng)建。定義軋輥的溫度，選擇，彈出邊界條件對(duì)話框，Step 選擇“ zhazhi, 選擇“other-Temperature ”，然后選擇軋輥剛體中心RP 點(diǎn)，點(diǎn)擊“ Done”輸入軋輥溫度為200度，點(diǎn)擊“ OK”完成對(duì)軋輥的溫度定義。再次選擇，創(chuàng)建軋板邊界條件，類型選擇Mechanical Displacement/Rotation 。點(diǎn)擊“ continue ”。選擇軋板的下表面，點(diǎn)擊“Done”，勾選U2，輸入0。點(diǎn)擊“ OK”完成定義。創(chuàng)建軋板的初速度場(chǎng)，點(diǎn)擊，step選擇Initial ，類

12、型選擇 “ Machanical Velocity ”，點(diǎn)擊continue ，框選整個(gè)軋板，V1 輸入800。點(diǎn)擊“OK”，完成初速度場(chǎng)的定義。定義軋輥的初始溫度，點(diǎn)擊框選整個(gè)軋板，輸入軋輥溫度為，step 選擇 Initial ，類型選擇 “ Other Temperature ”，500 度，點(diǎn)擊“ OK”完成軋板溫度場(chǎng)定義。6.劃分網(wǎng)格，選擇，點(diǎn)擊，單元形狀選擇四邊形“Quad”，分網(wǎng)方式選擇“Structured ”，點(diǎn)擊“ OK”，完成網(wǎng)格屬性的定義。點(diǎn)擊，彈出種子定義框，Approxinmate global size 輸入，點(diǎn)擊“OK”。點(diǎn)擊，提示區(qū)顯示是否對(duì)零件劃分網(wǎng)格，選擇“Yes”，完成對(duì)軋板網(wǎng)格的劃分。然后設(shè)置單元類型，選擇，彈出單元屬性類型選擇“Explicit”， GeometricOrder 選擇linear ，F(xiàn)amily 選擇 COupled Temperature Displacement ，單元類型選擇CPE4RT。點(diǎn)擊“ OK”完成定義。7.新建任務(wù)， 選擇，點(diǎn)擊，彈出創(chuàng)建任務(wù)對(duì)話框，name 輸入“