研究生仿生專業(yè)英語翻譯

1、附件1：1.5.1 Springback of two-dimensional draw bending模擬環(huán)境：ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit這個(gè)實(shí)例描述了一個(gè)二維沖壓彎曲過程的成型分析和回彈分析。成型分析利用ABAQUS/Explicit 來模擬，回彈分析通過設(shè)置*IMPORT選項(xiàng)，在ABAQUS/Standard 中模擬。1.1 問題描述平板的原始尺寸為350mm長，35mm寬，厚度為0.78mm。本質(zhì)上講，這是一個(gè)平面應(yīng)變問題，垂直其平面圖的方向上的尺寸為35mm，如圖1-1所示的剖面，包括了成型模具、沖壓模具、平板及其

2、固定裝置。平板的固定裝置總重量為5kg，提供的支持力為2.45kN，所有的接觸表面的摩擦系數(shù)為0.144。圖1-1 成型模具、沖壓模具、平板及其固定裝置的剖面圖平板的材料為低碳鋼，分析過程中做為彈塑性材料來模擬，彈性階段為各向同性，塑性階段采用Hill各向異性屈服標(biāo)準(zhǔn)模擬。表1-1為低碳鋼材料的力學(xué)屬性：表1-1 低碳鋼材料力學(xué)性質(zhì)楊氏模量（GPa）206.0泊松比0.3密度（kg/m3）7800屈服應(yīng)力（MPa）167.0各向異性材料塑性階段Hill屈服標(biāo)準(zhǔn)R111.0R221.0402R331.24897R121.07895R131.0R231.0實(shí)際分析的時(shí)候，我們通過幾何對稱的性質(zhì)對整

3、個(gè)問題進(jìn)行簡化，對稱面為通過沖壓模具中面的平面，其兩側(cè)的成型和回彈性質(zhì)是對稱的，因此只需要對對稱面兩側(cè)的任何一部分進(jìn)行模擬。平板用一行包含175個(gè)一次線性殼單元進(jìn)行模擬，在對稱的平面中采用對稱的邊界條件，平板的所有節(jié)點(diǎn)也通過滿足這個(gè)條件，來模擬平面應(yīng)變狀態(tài)。在模型中，平板在垂直剖面的方向上的尺寸設(shè)為5mm，因此，平板支持力也需作相應(yīng)比例的變化。成型過程的模擬在ABAQUS/Explicit 中分兩步來實(shí)現(xiàn)。第一步中，平板支持力被引入分析，為了盡量減少慣性力的影響，這個(gè)力的定義中包含了平滑的梯度變化的性質(zhì)。在第二步分析中，沖壓模具向下移動(dòng)70mm，模擬參數(shù)為沖壓模具中指定剛體參考點(diǎn)的速度，其定義

4、也包含了平滑的梯度變化的性質(zhì)，同時(shí)滿足三角函數(shù)的性質(zhì)，即初始速度和末速度均為零，速度峰值出現(xiàn)在時(shí)間中點(diǎn)處。本例中將會(huì)出現(xiàn)明顯的回彈現(xiàn)象。因?yàn)槠桨宀牧系男再|(zhì)韌性十足，而固有頻率卻很小，因此ABAQUS/Explicit 中對回彈的分析直至得到準(zhǔn)靜態(tài)的解將會(huì)需要比較長的時(shí)間。利用*IMPORT選項(xiàng)可以在ABAQUS/Standard 中對回彈分析進(jìn)行模擬。成型模擬的結(jié)果從ABAQUS/Explicit 輸入到ABAQUS/Standard，在后者利用靜態(tài)分析來計(jì)算回彈。這個(gè)分析步中，ABAQUS/Standard 會(huì)自動(dòng)引入一個(gè)虛擬的應(yīng)力狀態(tài)，來模擬輸入的應(yīng)力狀態(tài)，隨后這個(gè)虛擬應(yīng)力會(huì)逐步去掉。分析

5、步的最后得到的位移即為回彈位移，應(yīng)力即為殘余應(yīng)力。在*IMPORT選項(xiàng)中UPDATE參數(shù)決定了參考構(gòu)形。當(dāng)這個(gè)參數(shù)設(shè)為YES的時(shí)候，ABAQUS/Explicit 分析步結(jié)束時(shí)變形的平板及其力學(xué)參數(shù)被輸入到ABAQUS/Standard 中，參考構(gòu)形成為變形后的構(gòu)形，在后處理過程中，如果需要顯示由回彈引起的位移，這個(gè)設(shè)置是最方便的。當(dāng)*IMPORT選項(xiàng)中UPDATE設(shè)為NO的時(shí)候，ABAQUS/Explicit 分析步結(jié)束時(shí)輸入到ABAQUS/Standard 中參數(shù)為變形后平板的位移和應(yīng)變，參考構(gòu)形還是原始的構(gòu)形，如果想得到連續(xù)的位移解，通常這樣來設(shè)置*IMPORT。該二維沖壓彎曲問題中出現(xiàn)

6、明顯的回彈現(xiàn)象，計(jì)算中通過在*STEP選項(xiàng)中設(shè)置 NLGEOM參數(shù)來描述大變形的影響。1.2 結(jié)果和討論為了減少計(jì)算成本，需要對沖壓模具的最佳峰值速度進(jìn)行預(yù)估。這個(gè)過程通過假設(shè)峰值速度為30 m/s、15 m/s、5 m/s時(shí)分別進(jìn)行顯式分析。圖1-2、1-3、1-4分別給出了三種峰值速度下能量的歷史記錄。從圖中結(jié)果可以看出，當(dāng)峰值速度為30m/s時(shí)，慣性能對模擬模型的準(zhǔn)靜態(tài)成型分析的影響過于嚴(yán)重，而峰值速度為5m/s時(shí)這個(gè)慣性能又幾乎為零，因此，這兩個(gè)速度與實(shí)際情況相比都是不合適的。當(dāng)峰值速度給定為15m/s時(shí)，慣性能沒有消失，其值的大小對于成型分析的結(jié)果影響又

7、足夠小，可以認(rèn)為這個(gè)速度是合理的。對于精確的回彈分析，消除慣性對應(yīng)力的影響是非常重要的。圖1-2 ABAQUS/Explicit 設(shè)定沖壓模具峰值速度為30m/s時(shí)能量歷史記錄圖1-3 ABAQUS/Explicit 設(shè)定沖壓模具峰值速度為15m/s時(shí)能量歷史記錄圖1-4 ABAQUS/Explicit 設(shè)定沖壓模具峰值速度為5m/s時(shí)能量歷史記錄利用ABAQUS/Explicit 對平板的成型分析結(jié)果見圖1-5?；貜椇蟮男螤钊鐖D1-6所示。這個(gè)結(jié)果跟實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)符合很好。在數(shù)字分析中，考慮外邊緣和水平線的夾角，ABAQUS/Explicit分析得到的結(jié)果為22°，而ABAQUS/

8、Standard 分析得到結(jié)果為17.1°。這個(gè)差異源于兩者在計(jì)算接觸時(shí)采用的模型不同。在ABAQUS/Explicit 中，殼厚度的變化在接觸計(jì)算時(shí)是包含其中的，而ABAQUS/Standard 中，當(dāng)一個(gè)殼在兩個(gè)表面之間受力的時(shí)候，對于殼的厚度利用“軟化”的模型進(jìn)行接觸計(jì)算是非常必要的。這樣的結(jié)果是，ABAQUS/Standard 對于接觸計(jì)算時(shí)殼的厚度變化是不考慮的。我們可以在ABAQUS/Explicit 中修正模型參數(shù)，即采用軟化的接觸模型，同時(shí)不再考慮殼的厚度（在*SURFACE選項(xiàng)中設(shè)定NO THICK參數(shù)），再用修正后的模型進(jìn)行接觸計(jì)算對比，發(fā)現(xiàn)它跟ABAQUS/St

9、andard 的結(jié)果相當(dāng)吻合。實(shí)驗(yàn)中，實(shí)際測定的該角度分布在9°到23°的范圍，平均角度為17.1°。參考構(gòu)形更新前后回彈分析的結(jié)果幾乎是一樣的。圖1-5 ABAQUS/Explicit 成型分析模擬結(jié)果圖1-6 ABAQUS/Standard 回彈分析模擬結(jié)果1.3 輸入文件springback_exp_form.inp ABAQUS/Explicit 設(shè)定沖壓模具峰值速度為15m/s時(shí)的成型分析。springback_std_importyes.inp ABAQUS/Standard 設(shè)定*IMPORT選項(xiàng)中參數(shù)UPDATE=YES時(shí)的回彈分析。springb

10、ack_std_importno.inp ABAQUS/Standard 設(shè)定*IMPORT選項(xiàng)中參數(shù)UPDATE=NO時(shí)的回彈分析。springback_std_both.inp 包括成型分析和回彈分析的ABAQUS/Standard 輸入文件。springback_exp_form_soft.inp ABAQUS/Explicit 設(shè)定沖壓模具峰值速度為15m/s時(shí)，采用類似于springback_std_both.inp中的軟化接觸修正后的成型分析。springback_exp_punchv30.inp ABAQUS/Explicit 設(shè)定沖壓模具峰值速度為30m/s時(shí)的成型分析。For

11、ming analysis in ABAQUS/Explicit with a punch velocity of 30 m/s.springback_exp_punchv5.inp ABAQUS/Explicit 設(shè)定沖壓模具峰值速度為5m/s時(shí)的成型分析。springback_exp_punchv30_gcont.inp ABAQUS/Explicit 設(shè)定沖壓模具峰值速度為30m/s時(shí)，采用常規(guī)接觸模擬的成型分析。springback_exp_punchv5_gcont.inp ABAQUS/Explicit 設(shè)定沖壓模具峰值速度為5m/s時(shí)，采用常規(guī)接觸模擬的成型分析。1.4 參考文獻(xiàn)1.Taylor,  L. M., J. Cao, A. P. Karafillis, and