基于ABAQUS的二维切削仿真网格自适应划分

发布时间：2017-11-26 17:02

本文关键词：基于ABAQUS的二维切削仿真网格自适应划分

【摘要】：网格自适应细化是一种高效率、高可靠性的有限元网格划分方式,逐渐成为提高数值模拟效率和准确性的重要手段,在科学和工程领域发挥着重要的作用。当今有限元仿真模型越来越复杂,有限元模型中普遍存在一些变化较剧烈的区域,如产生大变形、应力集中、接触间断面和滑移面的区域。网格自适应过程的网格在迭代过程中不断调整,使网格密度合理分布,在数值解变动较大的区域实现网格自动细化加密,而在物理解变化平缓区域网格相对较大,这样在使用较少计算资源的基础上完成精确地计算。切削仿真中普遍存在网格畸变和运算时间长的问题,本文使用基于ABAQUS仿真软件改进的网格自适应技术调整网格,以达到提高运算效率和运算精度的目的。本文的主要研究工作包括:(1)分析了有限元网格生成技术和网格自适应技术,包括结构化网格和非结构化网格,网格自适应四种方案h方法、p方法、r方法、h-p方法。针对ABAQUS仿真软件,分析了软件提供的两种网格自适应技术:任意拉格朗日-欧拉自适应技术(ALE),网格重划分技术,指出这两种存在大幅增加计算量,不能完全解决网格畸变的问题,其在ABAQUS仿真软件环境下,还难以应用于金属切削仿真。(2)基于网格细化理论,针对三角形单元的一分三细化,一分四细化和二分四细化三种典型网格加密方法,详细分析了三种方法的优缺点和适用范围,指出了选择三角形单元细化方法的基本原则。同时,通过Python语言脚本程序的编写,实现了网格拆分细化的自动化。(3)提出了网格细化区域的三种确定方法:几何包络法,物理量筛选法,混合法。在此基础上,通过移动载荷和拉伸数值模拟验证提出了的三种网格细化区域确定方法,证明了网格细化区域确定方法在减少单元节点数量,提高运算效率上的有益效果。(4)最后基于ABAQUS仿真软件,将改进的自适应网格技术应用到金属切削仿真当中,验证了网格自适应技术可有效提高二维切削仿真的计算效率和计算精度。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG506

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 刘建国;;安全阀阀杆切削加工仿真及参数优化[J];机械工程师;2014年03期

2 代星;崔汉国;李正民;王飞章;;网格映射方法中均匀健壮的网格模板[J];机械工程学报;2013年17期

3 李智;李俊涛;张永军;;基于ALE方法的金属切削过程有限元研究[J];现代制造技术与装备;2013年01期

4 刘持森;;应力集中对焊接接头拉伸试验的影响[J];热加工工艺;2011年17期

5 黄丽丽;赵国群;王忠雷;;栅格法三维六面体网格局部加密算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2010年04期

6 黄丽丽;赵国群;马新武;张洪梅;;栅格法三维六面体网格自动生成算法与优化[J];塑性工程学报;2009年03期

7 李涛;顾立志;;金属切削过程有限元仿真关键技术及应考虑的若干问题[J];工具技术;2008年12期

8 李益锋;;二维金属切削的热力耦合模型及数值模拟[J];湖南工程学院学报(自然科学版);2006年04期

9 胡韦华;王秋成;胡晓冬;刘云峰;;切削加工过程数值模拟的研究进展[J];南京航空航天大学学报;2005年S1期

10 岳宝增,李笑天;ALE有限元方法研究及应用[J];力学与实践;2002年02期