搜索Dynaform中工具速度對計算時間及結(jié)果精度的影響
2016-11-15 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
注:本文根據(jù)印雄飛《板料成形數(shù)值模擬中計算時間的控制》改寫
Dynaform軟件使用Lsdyna作為求解器,lsdyna是典型的動力顯式求解器(當(dāng)然現(xiàn)在也可以進(jìn)行隱式計算,但是板料的成形過程還是顯式算法),對同一個算例,在dynaform中能夠決定計算時間的因素主要是三個,1單元大小,2,最小時間步,3,工具速度。這里我們講一下后兩個因素。
最小時間步:Lsdyna是動力顯式算法(這里略去公式等1萬字),動力顯式算法是有條件穩(wěn)定的,其條件就是每步時間增量必須小于由系統(tǒng)最高固有頻率所確定的臨界時間步長。對于板料成形這類準(zhǔn)靜態(tài)問題,這個臨界步長通常要比成形時間小幾個數(shù)量級?？紤]一個典型的沖壓成形過程分析,單元大小10mm左右,選擇通常的材料參數(shù),若要保證滿足顯式算法的穩(wěn)定條件,則時間步長大約在2E-6數(shù)量級,對于一個費(fèi)時1s的沖壓過程,需要500 000個時間步才能分析完成,這顯然是不實(shí)際的。所以利用動力顯式算法求解板料成形這類靜態(tài)過程時,時間步長的選取是印象計算時間的關(guān)鍵因素。而時間步長主要與單元大小和某些材料參數(shù)相關(guān)(可見我另一篇博文),在dynarom中,時間步的設(shè)置窗口如下圖1:
圖 1
2 虛擬沖壓速度。計算時使沖壓速度提高N倍,則整個分析時間可縮短N(yùn)倍。但是這種虛擬的沖壓速度勢必造成結(jié)果可信度降低。如何在精度和效率上尋求一種平衡,到目前為止尚沒有得到令人信服的方案。一般來說,保證板料成形的靜態(tài)變形過程的虛擬速度是可以接受的。
為了研究虛擬沖壓速度對模擬結(jié)果的影響,采用厚0.5mm,外徑98MM的薄板進(jìn)行圓筒拉伸實(shí)驗(yàn),模具見圖和主要幾何尺寸如圖2所示。為了便于比較,計算模型的模具尺寸、板料材料參數(shù)、成形工藝條件盡可能保持與實(shí)際的實(shí)驗(yàn)時的工況一致。
圖 2
材料參數(shù)有單拉實(shí)驗(yàn)確定(此處略去1萬字,想了解詳情,請看原文),計算與實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)比較請看下圖3
圖 3
從實(shí)驗(yàn)與模擬的結(jié)果可以看出,虛擬沖壓速度對計算效率影響極大,圖3表明,若采用實(shí)際的沖壓速度計算,即使對圓筒件這類簡單的沖壓成形分析,其計算時間也是不能承受的,計算效率幾乎與虛擬沖壓速度的大小成正比,沖壓速度提高10倍,計算時間也基本上可以縮短10倍,圖3中幾種情況下總拉伸力的計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相差都在6%以內(nèi)。但是過分的加大虛擬沖壓速度,對起皺的模擬誤差較大。從國內(nèi)外的研究資料來看,其主要原因是虛擬沖壓速度的提高加大了關(guān)系的影響,從而使起皺的起始時間滯后。
另為什么不使用增加虛擬質(zhì)量的方法改變時間步,因?yàn)樵黾淤|(zhì)量會增加慣性力的影響
注:現(xiàn)在我博客的訪問量好像還可以,但是為啥就沒幾個人留言呢!
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