对LS-DYNA 2D的金属切削模拟相关步骤解析

　　本文探讨分析了对LS-DYNA 2D的金属切削模拟相关步骤。

　　在ANSYS Launcher界面中，选择ANSYS Mechanical/LS-DYNA

　　1、菜单过滤

　　Main Menu→Preprocessor→LD-DYNA Explicit→OK

　　2、设置文件名及分析标题

　　Utility Menu→File→change Jobname→2D cutting→New log and error file ：YES→OK

　　Utility Menu→File→change Title→cutting analysis →OK

　　3、选择单元类型

　　Main menu→preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete→Add→2D solid 162→OK→options→选择const.stress ;Lagrangian→OK

　　4、定义材料模型

　　(1) 定义刀具材料模型

　　Main menu→preprocessor→Material Props→Material Models→rigid material→

　　输入：DENS：5.2e3 ;EX：4.1e11 ;NUXY：0.3 ;选择“Y and Zdisps” ;“All rotations”→OK

　　(2) 定义工件Johnson-cook材料模型

　　Main menu→preprocessor→Material Props→Material Models→Gruneisen→Johnson-cook→输入：DENS：7.8e3 ;EX：2.06e11 ;NUXY：0.3

　　A：507;B：320;C：0.28;n;0.064;m=1.06

　　D1：0.15;D2：0.72;D3：1.66;D4：0.005;D5：--0.84

　　5、创建几何模型

　　(1)创建工件模型

　　Main menu→preprocessor→Create→Areas→Rectangle→By Dimensions→输入：X1，X2：0，5;Y1，Y2：0，3→OK

　　(2)创建刀片模型

　　Main menu→preprocessor→Create→Keypionts→In Active CS→依次输入：

　　keypoint number：5，X、Y、Z ：5.1，2.9，0;

　　keypoint number：6，X、Y、Z ：6，3.228，0;

　　keypoint number：7，X、Y、Z ：6，4，0;

　　keypoint number：8，X、Y、Z ：5.294，4，0→OK

　　6、网格划分

　　(一)

　　(1) 对刀片进行网格划分

　　Utility Menu→Select→Entities→Lines ：By Num/Pick→Apply→选取刀片边线→OK

　　Main menu→preprocessor→Meshing→Size contrls→Manualsize→Lines→All lines→NDIV：10→OK

　　(2) 对刀尖半圆进行网格划分

　　Utility Menu→Select→Entities→Lines ：By Num/Pick→Apply→选取刀尖半圆→OK

　　Main menu→preprocessor→Meshing→Size contrls→Manualsize→Lines→All lines→NDIV：3→OK

　　(3) 确定刀片的单元属性

　　Main menu→preprocessor→Meshing→Mesh Attributes→Picked Aeras→选取刀片→Apply→确定材料号和单元类型号为1→OK

　　(4) 刀片网格划分

　　Main menu→preprocessor→Meshing→MeshTool→Mesh：Aeras;shape：Tri;free→Mesh→选取刀片→OK

　　(二)

　　(5) 对工件进行网格划分

　　切分工件

　　Utility menu →Workplane→Wp settings→Grid and Triad→Minimum ,maximum:-5,5 ;

　　Spacing:1.0→OK

　　平移和旋转工作平面并用其切分工件

　　Utility menu →Workplane→Offset wp by incremens→X，Y，Z offsets：0，2.5，0;XY，YZ，ZX angle：0，90，0→OK

　　Main menu→preprocessor→Modeling→operate→Booleans→Divide→Areas by wkplane→选取工件→OK

　　取消工作平面显示

　　Utility menu→workplane→Display workingplane→

　　等分接触区域相关Y向线段

　　Utility Menu→Select→Entities→Lines ：By Num/Pick→Apply→选取工件接触区Y向线段(两条)→OK

　　Main menu→preprocessor→Meshing→Size contrls→Manualsize→Lines→All lines→NDIV：10→OK

　　等分接触区域相关X向线段

　　Utility Menu→Select→Entities→Lines ：By Num/Pick→Apply→选取工件接触区X向线段(两条)→OK

　　Main menu→preprocessor→Meshing→Size contrls→Manualsize→Lines→All lines→NDIV：40→OK

　　等分接触区域不相关Y向线段

　　Utility Menu→Select→Entities→Lines ：By Num/Pick→Apply→选取工件接触区Y向线段(两条)→OK

　　Main menu→preprocessor→Meshing→Size contrls→Manualsize→Lines→All lines→NDIV：25→OK

　　等分接触区域不相关X向线段

　　Utility Menu→Select→Entities→Lines ：By Num/Pick→Apply→选取工件接触区X向线段(底边)→OK

　　Main menu→preprocessor→Meshing→Size contrls→Manualsize→Lines→All lines→NDIV：30→OK

　　确定工件的单元属性

　　Main menu→preprocessor→Meshing→Mesh Attributes→Picked Aeras→选取工件→Apply→确定材料号为2和单元类型号为1→OK

　　工件网格划分

　　Main menu→preprocessor→Meshing→MeshTool→Mesh：Aeras;shape：Quad;mapped→Mesh→选取工件→OK

　　7、建立part

　　Main menu→preprocessor→LS-DYNA options→part options→create all part→OK

　　(part1:刀具;part2：工件)

　　Plot→parts(不同颜色显示单元)

　　8、定义接触信息

　　Main menu→preprocessor→LS-DYNA options→contact→Define contact→surface to surf;Eroding;静、动摩擦系数为0.15、0.10→OK→弹出contact options对话框，确定接触件(工件)，目标件(刀片)→OK

　　9、施加边界条件

　　Utility menu→select→Entities→Nodes :By Location :X Coordinates→Min,Max:-0.01,0.01;From Full→Apply(选中左侧边所有节点)

　　Main menu→preprocessor→LS-DYNA options→Constraints→Apply→on nodes→pick All→All DOF→OK

　　Utility menu→select→Entities→Nodes :By Location :Y Coordinates→Min,Max:-0.01,0.01;From Full→Apply(选中底边所有节点)

　　Main menu→preprocessor→LS-DYNA options→Constraints→Apply→on nodes→pick All→All DOF→OK

　　恢复整个模型的选择

　　Utility menu→select→Everything

　　10、 对刀片施加初速度

　　Main menu→preprocessor→LS-DYNA options→Initial Velocity→on parts→w/Nodal Rotate→选择part1，VX：-100→OK

　　恢复整个模型的选择

　　Utility menu→select→Everything

　　11、 设置能量控制选项

　　Main menu→Solution→Analysis options→Energy options→打开所有能量控制选项→OK

　　12、 设置人工体积粘性选项

　　Main menu→Solution→Analysis options→Bulks viscosity→Quadratic Viscosity Coefficient:1.0→OK

　　13、 设置时间步长因子

　　Main menu→Solution→Time controls→Time step ctrls→Time step scale factor:0.6→OK

　　14、 设置求解时间

　　Main menu→Solution→Time controls→Solution time→1e-3→OK

　　15、 设置结果文件输出步数

　　Main menu→Solution→Output Controls→File output Freq→Number of steps→[EDRST]:50;[EDHTIME]:50→OK

　　16、 设置结果文件的输出类型

　　Main menu→Solution→Output Controls→Output File Types→Add：ANSYS and LS-DYNA→OK

　　17、 输出K文件

　　Main menu→Solution→Write jobname.K

　　18、 求解

　　Main menu→Solution→Solve

　　19、 后处理(暂时不管)