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ANSYS是怎么實(shí)現(xiàn)固有應(yīng)變法
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各位大神： 以下是從網(wǎng)上搜到的資料，這個(gè)ANSYS是怎么實(shí)現(xiàn)固有應(yīng)變法的？ 基于固有應(yīng)變的工藝過程仿真 固有應(yīng)變理論源于焊接的工藝仿真過程，是由日本的學(xué)者提出的。所謂固有應(yīng)變可以看成是內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生源。若將物體處于既無外力也無內(nèi)力的狀態(tài)看作為基準(zhǔn)狀態(tài),固有應(yīng)變?chǔ)牛褪潜碚鲝膽?yīng)力狀態(tài)切離后處于自由狀態(tài)時(shí),與基準(zhǔn)狀態(tài)相比所發(fā)生的應(yīng)變,它等于總的變形應(yīng)變?chǔ)艤p去彈性應(yīng)變?chǔ)舉，即： ε＊=ε-εe 在焊接過程中，構(gòu)件受到不均勻加熱并且產(chǎn)生塑性變形時(shí)，則固有應(yīng)變即為熱應(yīng)變?chǔ)舙、塑性應(yīng)變?chǔ)臫和相變?chǔ)臱之和，即： ε＊ =εP +εT +εX 固有應(yīng)變存在于焊縫及其附近, 固有應(yīng)變的大小和分布就決定了最終的殘余應(yīng)力和變形。固有應(yīng)變有限元方法著眼于焊接以后在焊縫和近縫區(qū)存在的固有應(yīng)變(不考慮熔池動(dòng)力學(xué)以及焊接整個(gè)過程中的溫度場)，將固有應(yīng)變作為初始值進(jìn)行一次彈性有限元計(jì)算，就可以得到整個(gè)焊件的殘余應(yīng)力和變形。金屬增材制造過程可分解成一個(gè)個(gè)單獨(dú)的焊接過程，因此固有應(yīng)變有限元分析方法同樣適用于金屬增材制造。 利用固有應(yīng)變理論進(jìn)行工藝仿真時(shí)，結(jié)合金屬增材制造的具體過程又可以分為以下三種計(jì)算模式，即假定均勻應(yīng)變、掃描應(yīng)變和熱應(yīng)變。 假定應(yīng)變模式 假定均勻應(yīng)變是假設(shè)在金屬增材制造成型過程中，每個(gè)區(qū)域所受到的固有應(yīng)變的大小都是均勻和各向同性的，其大小與材料的屈服強(qiáng)度和彈性模量相關(guān) 由于不同OEM廠商、不同的材料以及不同的工藝參數(shù)都會(huì)有所區(qū)別，在進(jìn)行工藝仿真時(shí)引入固有應(yīng)變修正因子K，對(duì)固用應(yīng)變進(jìn)行修正。 掃描應(yīng)變模式 在進(jìn)行假定均勻應(yīng)變計(jì)算時(shí)，是假設(shè)各方向上的固有應(yīng)變是均勻的各向同性的，但在實(shí)際打印過程中，由于掃描方式的不同會(huì)造成不同的固有應(yīng)變分布，而固有應(yīng)變在不同掃描方式下各分方向上的固有應(yīng)變也不同。掃描應(yīng)變模式就是考慮了實(shí)際打印過程中的這點(diǎn)，引入各分方向上的修正系數(shù)αi，對(duì)分方向上的固有應(yīng)變進(jìn)行修正。此時(shí)固有應(yīng)變大小為： ei = ai*K* 其中αi為各分方向上的修正因子。 熱應(yīng)變模式 熱應(yīng)變模式就是考慮打印過程中的工藝參數(shù)如激光功率、掃描速度等工藝參數(shù)對(duì)固有應(yīng)變的影響，從而影響最終的變形結(jié)果。由于打印過程中，同一個(gè)區(qū)域?qū)⒔?jīng)歷多次熱循環(huán)的作用(后曝光的區(qū)域會(huì)對(duì)前曝光的區(qū)域進(jìn)行重熔)，在熱應(yīng)變模式下考慮了熱棘輪效應(yīng)對(duì)固有應(yīng)變的影響。溫度一旦超過材料0.4倍的熔點(diǎn)溫度時(shí)，固有應(yīng)變將被累積一次，一旦溫度完全超過熔點(diǎn)，發(fā)生融化，固有累積應(yīng)變重置為基準(zhǔn)的固有應(yīng)變數(shù)值。 |
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