本文關(guān)鍵詞：基于ABAQUS的二維切削仿真網(wǎng)格自適應(yīng)劃分

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【摘要】：網(wǎng)格自適應(yīng)細(xì)化是一種高效率、高可靠性的有限元網(wǎng)格劃分方式,逐漸成為提高數(shù)值模擬效率和準(zhǔn)確性的重要手段,在科學(xué)和工程領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。當(dāng)今有限元仿真模型越來(lái)越復(fù)雜,有限元模型中普遍存在一些變化較劇烈的區(qū)域,如產(chǎn)生大變形、應(yīng)力集中、接觸間斷面和滑移面的區(qū)域。網(wǎng)格自適應(yīng)過(guò)程的網(wǎng)格在迭代過(guò)程中不斷調(diào)整,使網(wǎng)格密度合理分布,在數(shù)值解變動(dòng)較大的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)格自動(dòng)細(xì)化加密,而在物理解變化平緩區(qū)域網(wǎng)格相對(duì)較大,這樣在使用較少計(jì)算資源的基礎(chǔ)上完成精確地計(jì)算。切削仿真中普遍存在網(wǎng)格畸變和運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題,本文使用基于ABAQUS仿真軟件改進(jìn)的網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)調(diào)整網(wǎng)格,以達(dá)到提高運(yùn)算效率和運(yùn)算精度的目的。本文的主要研究工作包括:(1)分析了有限元網(wǎng)格生成技術(shù)和網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù),包括結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,網(wǎng)格自適應(yīng)四種方案h方法、p方法、r方法、h-p方法。針對(duì)ABAQUS仿真軟件,分析了軟件提供的兩種網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù):任意拉格朗日-歐拉自適應(yīng)技術(shù)(ALE),網(wǎng)格重劃分技術(shù),指出這兩種存在大幅增加計(jì)算量,不能完全解決網(wǎng)格畸變的問(wèn)題,其在ABAQUS仿真軟件環(huán)境下,還難以應(yīng)用于金屬切削仿真。(2)基于網(wǎng)格細(xì)化理論,針對(duì)三角形單元的一分三細(xì)化,一分四細(xì)化和二分四細(xì)化三種典型網(wǎng)格加密方法,詳細(xì)分析了三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍,指出了選擇三角形單元細(xì)化方法的基本原則。同時(shí),通過(guò)Python語(yǔ)言腳本程序的編寫(xiě),實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)格拆分細(xì)化的自動(dòng)化。(3)提出了網(wǎng)格細(xì)化區(qū)域的三種確定方法:幾何包絡(luò)法,物理量篩選法,混合法。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)移動(dòng)載荷和拉伸數(shù)值模擬驗(yàn)證提出了的三種網(wǎng)格細(xì)化區(qū)域確定方法,證明了網(wǎng)格細(xì)化區(qū)域確定方法在減少單元節(jié)點(diǎn)數(shù)量,提高運(yùn)算效率上的有益效果。(4)最后基于ABAQUS仿真軟件,將改進(jìn)的自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用到金屬切削仿真當(dāng)中,驗(yàn)證了網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)可有效提高二維切削仿真的計(jì)算效率和計(jì)算精度。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG506

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本文編號(hào)：1230481