CAXA CAE 冲击塑性变形模拟Word文档下载推荐.docx

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泰勒棒冲击模型是先进非线性大变形塑性的基准。

棒的起始半径=3.2mm，杨氏模量=1.17e11Pa，泊松比=0.35，起始屈服强度=4.0e8Pa，硬化模量=1.0e8Pa，质量密度=8.93e3Kg/m3。

该棒以227m/s的起始冲击速度撞向一个刚性无摩擦的墙面。

起始时间步为5.0e-7s，实验持续200步。

整个模型的分析教程如下：

1.打开CAXA3D实体设计，打开模型的QTaylorBar.ics文件。

2.单击多物理FEA主工具条上的“添加FEA”键（

），新建一个新的分析。

在弹出的选择分析类型对话框中的分析类型选择“动态/瞬态分析”，维度为“3D”。

之后会弹出MutiphysicsFEA的分析选项卡。

上半部分为有限元分析树状图，可查看、设置各页面。

下半部分为设置页面，首先自动显示的是分析页面。

在分析页面的物理性部分勾选“应力”以及下面的“大变形”，起始为“0”，结束为“0.0001”，将增量改为“5e-7”：

3.单击模型叶图，在FEA单位部分更改长度单位=mm，单位系统=SI，温度=C-Celsius：

单击分析树图上的模型叶下面的材料叶，在树图下方显示材料页面。

在材料页面的类别处选择“有色金属”，再从名称下拉菜单中选择“铜H90”，并勾选材料页面上的“非线性/各向异性”：

因为泰勒轴棒的变形存在塑性变形，这里我们需使用非线性材料性质-塑性。

单击“编辑材料”打开非线性各项同性材料编辑对话框，勾选弹出的页面左边的“VonMises塑性”和它下面的“有各项同性硬化”，并按下图输入材料性质：

单击“确定”关闭非线性各项同性材料编辑对话框，回到材料页面，通过“添加实体”把泰勒棒的四个四分之一部分分配给这种材料（由于模型对称，我们可仅分析四分之一来减少计算时间）：

或者可以直接在材料叶下面的实体叶上右键，禁用掉不打算分析的部分：

4.单击约束叶，打开约束页面：

单击“速度”打开速度约束页面后，单击“高级选项”：

单击“改变时间依附性”打开时间依附性记录对话框，选中“起始”：

单击确定回到速度页面，在z方向输入“-227”并选中泰勒棒四分之一：

单击约束叶，单击“速度”，为模拟的半个变形的泰勒棒与不变形的半棒之间添加对称约束，接触面在y方向速度为零。

为更好的选择对称面，可将part2和part3隐藏:

单击约束叶，选中“高级约束”，再从弹出的高级约束页面中选择“表面接触”，勾选“除了所选全部”并在摩擦系数处输入“0”：

单击接触页面的“几何平面”，我们将定义泰勒轴棒将撞上的刚性平面。

这里通过定义平面通过的一个点和平面的法向来定义这个平面。

按照下图定义刚性平面：

5.单击载荷-源叶，勾选“不需外力”：

6.单击网格叶：

单击网格生成，输入网格尺寸为“0.4”，勾选“使用曲率细化”，输入曲率细化比率为“0.1”，最小细化尺寸为“0”：

单击“生成”：

7.单击结果叶的“分析”，完成后通过结果页面的“动画”观察泰勒棒模型。