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使用LS-Dyna进行冲压成型分析时材料的选择

2019年06月07日 CAE 阅读 1,838 views 次

对于板料,LS-DYNA可以用18号、24号、36号、37号、39号材料来进行模拟。18、24 号材料是各向同性材料,若要考虑材料的各向异性,建议使用36、37 或39号材料,目前使用较多的是36号或37号材料来进行冲压成型分析。36号材料定义的关键字为*MAT_3-PARAMETER_BARLAT(详细介绍可参考文章《LS-Dyna中的36号材料定义关键字MAT_3-PARAMETER_BARLAT》),为各向异性材料。36号材料的平面应力状态,屈服应力为指数硬化方式的关键字定义示例如下:

在冲压成型或随后的回弹分析中建议使用相同的材料模式,即回弹过程是弹性卸载过程。在回弹过程中要注意不要设置材料失效准则,否则会导致收敛问题。

在有些材料模式中要求输入有效塑性应力-应变曲线,在该过程中应注意:

(1)该曲线不是工程应力应变曲线(关于各种应力-应变曲线的详细介绍可参考文章《工程应力应变曲线、真实应力应变曲线和有效应力应变曲线的区别》);

(2)曲线的第一个点是(零,有效塑性应变),即初始屈服应力点为(0.0,σv);

(3)该曲线必须是单调增加的;

(4)曲线段必须光滑过渡;

(5)不要使用太多的数据点,至少保留4个有效数字。

对于模具,LS-DYNA都采用刚体材料和壳单元来进行仿真。要注意的是对于刚体材料*MAT_RIGID的输入,要输入实际的模具密度、弹性模量和泊松比。而位移约束使用该材料模式中的参数con1和con2来分别约束平动和转动约束,不可约束刚体上的节点。(*MAT_RIGID关键字的详细介绍可参考文章《LS-Dyna中的刚体定义材料*MAT_RIGID》

该关键字定义示例如下:

根据冲压方向和不同的模具定义,选择合适的con1 和con2。比如给凹模定义材料,应为固定不动的,con1 和con2 分别为:con1=7,con2=7;比如给沿Z方向运动的凸模定义材料,con1 和con2 分别为:con1=4,con2=7。

参考文献

【1】 赵海鸥 邵仁兴, LS-DYNA 动力学分析指南, 机械工业出版社

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