Dynaform中工具速度對計算時間及結果精度的影響

2016-11-15 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網

注:本文根據(jù)印雄飛《板料成形數(shù)值模擬中計算時間的控制》改寫

Dynaform軟件使用Lsdyna作為求解器,lsdyna是典型的動力顯式求解器(當然現(xiàn)在也可以進行隱式計算,但是板料的成形過程還是顯式算法),對同一個算例,在dynaform中能夠決定計算時間的因素主要是三個,1單元大小,2,最小時間步,3,工具速度。這里我們講一下后兩個因素。

最小時間步:Lsdyna是動力顯式算法(這里略去公式等1萬字),動力顯式算法是有條件穩(wěn)定的,其條件就是每步時間增量必須小于由系統(tǒng)最高固有頻率所確定的臨界時間步長。對于板料成形這類準靜態(tài)問題,這個臨界步長通常要比成形時間小幾個數(shù)量級?？紤]一個典型的沖壓成形過程分析,單元大小10mm左右,選擇通常的材料參數(shù),若要保證滿足顯式算法的穩(wěn)定條件,則時間步長大約在2E-6數(shù)量級,對于一個費時1s的沖壓過程,需要500 000個時間步才能分析完成,這顯然是不實際的。所以利用動力顯式算法求解板料成形這類靜態(tài)過程時,時間步長的選取是印象計算時間的關鍵因素。而時間步長主要與單元大小和某些材料參數(shù)相關(可見我另一篇博文),在dynarom中,時間步的設置窗口如下圖1:

Dynaform中工具速度對計算時間及結果精度的影響 - yzhandsame - 張劍的博客

圖 1

2 虛擬沖壓速度。計算時使沖壓速度提高N倍,則整個分析時間可縮短N倍。但是這種虛擬的沖壓速度勢必造成結果可信度降低。如何在精度和效率上尋求一種平衡,到目前為止尚沒有得到令人信服的方案。一般來說,保證板料成形的靜態(tài)變形過程的虛擬速度是可以接受的。

為了研究虛擬沖壓速度對模擬結果的影響,采用厚0.5mm,外徑98MM的薄板進行圓筒拉伸實驗,模具見圖和主要幾何尺寸如圖2所示。為了便于比較,計算模型的模具尺寸、板料材料參數(shù)、成形工藝條件盡可能保持與實際的實驗時的工況一致。

圖 2

材料參數(shù)有單拉實驗確定(此處略去1萬字,想了解詳情,請看原文),計算與實驗所得數(shù)據(jù)比較請看下圖3

圖 3

從實驗與模擬的結果可以看出,虛擬沖壓速度對計算效率影響極大,圖3表明,若采用實際的沖壓速度計算,即使對圓筒件這類簡單的沖壓成形分析,其計算時間也是不能承受的,計算效率幾乎與虛擬沖壓速度的大小成正比,沖壓速度提高10倍,計算時間也基本上可以縮短10倍,圖3中幾種情況下總拉伸力的計算結果與實驗值相差都在6%以內。但是過分的加大虛擬沖壓速度,對起皺的模擬誤差較大。從國內外的研究資料來看,其主要原因是虛擬沖壓速度的提高加大了關系的影響,從而使起皺的起始時間滯后。

另為什么不使用增加虛擬質量的方法改變時間步,因為增加質量會增加慣性力的影響

注:現(xiàn)在我博客的訪問量好像還可以,但是為啥就沒幾個人留言呢!

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