Abaqus:旋壓成型仿真案例講解
2026年11月7日
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視頻概述
AI 生成本影片詳細演示了一個熱懸崖(Spinning/Flow Forming)成型模擬的案例,旨在指導初學者如何利用有限元分析軟體建立從零件建模、屬性定義、裝配、分析步設定到最終求解的完整流程,以實現類似火箭整流罩的圓柱形殼體成型。
今天我們講一個熱懸崖的案例
這個案例純屬接花線活
我也沒有親自動手去走這個流程
我就先把這個現有的案例給大家講一下
我就已經打開了
已經整個案例中的四個part
第一個是workpc
我們的工件
它要進行一個成型
然後21和22是兩個完全一樣的
這個我也不是太清楚
它的一個專業術語叫什麼
就跟一個懸崖的一個零件
然後這個就是一個HU門的模具
用來定型的
最後我們懸崖出來
就把我們剛纔的工件懸崖出
這樣的一個
類似一個火箭整流罩的這麼一個形狀
這個都比較簡單
我們來看一下它的屬性
對於這個整流罩式的
它就是離散的鋼體
然後這個兩個懸崖的一個這個零件呢
也是離散的鋼體
都是三維的離散鋼體
然後工件呢
這個工件是三維的一個可變形體
這個地方大家在建的過程中
就可以選擇3D
然後工件呢就deformable
選擇這個就可以了
然後呢其他的三個呢
就選擇離散鋼體
選擇這個旋轉
因爲我們一看都可以通過這個旋轉
生成還是個迴轉體就可以了
那麼就可以選擇shell
然後創建完成之後
創建完成之後
我們就到了property
因爲property呢因爲三個是離散鋼體
所以說我們不需要去定義材料屬性
然後我們只需要dework piece
對吧
然後我們創建的是一個這樣
密度彈性膜量
彈性膜量和這個彈性參數
和這個塑形參數
另一邊曲線
然後呢創建界面屬性
然後再將我們的界面屬性
賦予到我們這個工件上即可
這個都是非常簡單的
然後最基礎的步驟
然後再進行一個裝配
看一下這個裝配
然後全部顯示出
這樣
展示出來之後呢
你就可以看到是兩個懸崖的一個零件
然後一個是工件
然後呢是一個這個
必須成型的零件
那這個都比較簡單
首先你導進來之後呢
基本上它都處於一個水平的狀態
像這兩個進行一個同軸
同軸即可
然後在面面的一個接觸
那這個呢
我們也可以平移上來
平移上來之後呢
進行了其實就是一個傾斜
當然這個是需要根據大家
這個這個自己的課題
或者它實際的一個加工工藝
看看它有傾斜多少度
傾斜多少度
我們可以看到呢
它是創建了這兩個
這個這個懸崖的這個零件呢
完全是處於一個什麼對稱的狀態
這樣在
也就是在
無論在懸崖的過程中
它不會產生一個偏心震動
對吧
這麼一個工藝過程
這個地方呢
也就是你可以水平之後呢
你可以讓它沿着一個軸
進行一個旋轉
就可以了
我們這裏邊包括有
這裏邊的有同軸啊
這個旋轉呀
平行呀
這最基本的平移和旋轉
然後還有一邊的是同軸心
其他的一些操作
大家可以
基本上這幾個命令
就可以幫助你完成
它的一個裝配
裝配完之後呢
我們就到了
這個step模塊
然後我們創建的都是
現實動力學
然後每一步呢
是用5秒
只有最後一步是5.7秒
然後爲什麼我們要
創建這麼多分析步呢
這與後面
我們在這個
在覈施加的過程中啊
是一一對應
這個地方我們就不多說了
比如說我們以它爲例
來看一下時間是5秒
然後打開了非線性集合
然後進行了一個質量放大
因爲這三個模型呢
儘量的是讓它計算快一點
因爲這個地方呢
我們只是演示
所以說呢
在精度上就不要求那麼高了
同理就可以創建出
其他的
其他的這個
這個分析步來
創建分析步
我們就到了這個相互作用模塊
那我們首先創建了一個屬性
然後是一個是考慮摩擦的
比如這個
沒考慮摩擦的是
這個無摩擦
然後這個是考慮了摩擦係數
這個我們實際在調用的過程
大家可以編輯實際情況
我們在這個裏邊的應用呢
我都沒考慮這個
我都選的是no
沒有這個
沒有摩擦
在實際過程中
它可能有摩擦
大家可以定下一個摩擦係數
也可以
這就是創建的一個接觸
我們來看一下這個幾個接觸對吧
第一個是通用接觸
通用接觸
然後呢
選擇all with cell
然後選擇是沒有摩擦
同理第二個
我們創建的是什麼呢
創建的是其中的一個懸崖的零件
與這個零件的上面面進行一個接觸
當然是我們懸崖的這個壓頭呢
它是first surface
然後這個材料的上面是second surface
選擇是no
反正是發接觸
同理
你就可以創建了另一個
這個就一樣了
我們在創建之前呢
大家在創建之前呢
可以先
比如我們這個地方
可以看一下這個surface
我們是創建了幾個surface
我們首先創建了幾個面
這樣我們在創建接觸的過程中
可以直接選擇
我們創建的這個面的集合就可以了
不需要再去點選了
這樣會方便一些
然後創建完這個地方呢
這個地方我們需要注意一下
就是我們這兩個懸崖的壓頭
在後續運動的過程中
因爲它要做一個旋轉
旋轉的壓
並不是說它不動
一直壓
就跟這個
兩個人牽着手一直在轉圈
那種感覺
這樣之後呢
我們就這個地方呢
創建了一個connector
然後我們可以看到呢
我們這裏邊是有
看一下這個
是創建了
有兩個座標系的
對吧
上面是座標
下面是座標系1
上面是座標系2
然後呢
你在創建之後呢
我們並且我們也可以看到
對於我們創建的離散鋼體
我們這三個
一二三
都創建了參考節點
一二
以及這個
這個在上面
在頂面上
創建完這個參考節點呢
是因爲它們是離散鋼體
將來後面的運動約束呢
我們必須要
施加到這個參考節點上
所以說我們這是
我們必須要創建
一個reference point
然後呢
我們在這個地方就開始
首先我們要創建一個
wire feature
一個線的特徵
就這樣
你一點選
然後就可以
首先這個
我們創建了
在這個座標系2
在這個原點呢
創建了一個參考節點1
然後呢和這個
就形成了一個wire1
對吧
就是這個
然後連接了這兩個參考節點
然後它倆是
創建了一個connector
同理呢
我們又創建了什麼wire2
就是這個
同樣的是這個節點
和另一個全壓的壓頭
它倆之間的一個connector
並且呢
這兩個connector的同時
這兩個全壓的同時
連接到了參考節點1上
這樣我們在
因爲這個參考節點呢
都是一個剛性連接
所以說它們在旋轉的過程呢
是同步的
同步的
旋轉的腳速都是一樣的
然後我們創建完這兩個
wire1和wire2之後呢
我們就賦予這個
connector的截面屬性
這和我們創建
材料的截面屬性是一樣的
可以看一下
就是這樣
這裏邊是有一個
它的類型是translator
也就是平移
我們來看
比如說這個過程
重新創建一個
然後選擇assemble
對吧
然後裏邊有很多的類型
當然我們選擇translator
然後選擇continue
選擇continue
然後呢
你就再去translator
然後那個
可以添加一些其他的參數
這個地方呢
我們是沒有的
創建完就OK了
創建完這個translator之後
我們可以打開這個
我們都沒有再做
額外的一個設置
創建完之後
我們再要去賦予
這兩個connector
賦予到這兩個connector上
你想connector1
看一下
是這個
是右側的connector
然後它的是連接
這個region呢
也就是我們創建的wire1
然後我們看到orientations
它遵循的座標性呢
是上面這個座標性
也就是2號座標性
後面的是默認的
然後同理
是左邊的這個connector
然後呢選擇是wire2
然後這個也是
這個指定的座標性呢
是參考的是
上面這個座標性
也就是第2號座標性
這樣創建完成之後
這就創建完了兩個connector
然後其實呢
它倆通過一箇中間的參考鍵連接呢
形成一個剛性連接的
這個connector
創建完之後
我們就可以到load模塊
對吧
load模塊之後呢
我們是沒有力的
我們只需要看這個運動在何
這個也比較簡單
首先我們看一下這個
是怎麼創建的
首先是對什麼呢
這個reference point
叫RP
它是什麼
它是下面這個像子彈頭
整流罩似的
頂面上的reference point
也就是在這個整個的創建過程中
這個整流罩
它是不能動的
是全約束的
並不是說這個reference point
是這個工件上的
就是我們可以把它
刪一點
刪掉
可以看一下
對吧
我們這個是在這
也就是對這個整流罩
進行了一個全約束
剩下的呢
就是自然的繼承下去了
然後另一個
這個reference point
全部顯示出來
然後也可以看到
首先第一步
它是沒有這兩個懸崖
是沒有任何運動的
就是在initial
然後它是在第二步
我們可以看到
它的速度什麼什麼
都是被約束了
到了step1當中
出現了一個什麼速度呢
就是沿着一個
這個
這兩個的參考點
對吧
它是寫下一個什麼速度呢
一個是位移
我們來看一下
這個的位移是什麼
X方向
對吧
X方向
當然了
這個遵循的
我們看一下
遵循的座標是global
也就是下面這個座標系
那它的X軸是向下的
也就是我要這兩個工件
這兩個壓頭
要向下做一個
兩毫米每秒的一個運動
並且兩者之間
還有一個什麼
繞着X軸
下面這個座標系
不要弄錯了
然後做旋轉
對吧
我們可以看
剩下的它這個
也就是向下的運動
和旋轉的運動
是一直不變的
一直是不變的
我們看上面還有兩個
對吧
從step1當中開始的
第一個
就是我們創建了connector
創建了connector
此時
我們選擇的是connector
然後給予的速度類型
也是connect的velocity
對吧
是連接器的一個速度
它這個速度是什麼速度呢
爲什麼
是位移的速度
我們再看這個地方
它的參考系是什麼
是我們上面這個參考系
因爲當時我們在
創建connector過程中
就是和上面這個參考系
來建立的
然後呢
它是沿着一個connector
是向外
平移嘛
translator
這個translator
是1.3米
1.3毫米秒的速度
向外移動
然後這是第一步
然後第二步
然後是1.32米每秒
然後第三步
1.2米每秒
第四步
1.1米每秒
第五步移
然後這樣一次
有一個降低
那同理
它就是對稱的了
另一側也是一個connect velocity
這個地方我們就可以創建
裏邊有個connect velocity
同理呢
它的值就是向
相反方向去移動的
對吧
因爲它倆是對稱的
所以說如果上面這個是正值
那下面這個就是負值
所以說它們的值
都是一一對應的
到了這都是負的
對吧
負1.1到這個負0.9
負2
然後
負0.8
那這個
速度是怎麼來的
其實就是我要分多少步
然後呢
它是有一道曲線的
對吧
每一道曲線
每一段之間
我要讓它在這五秒時間內
移動
向外移動
多遠的距離
是吧
因爲才能沿着這個曲面向下走
否則的話
如果我不讓它向外移動
它一直向下
一直向上
就會撞到這個子彈頭
然後呢
大家可以分成幾段
是吧
計算一下
它的這個長度就可以了
那這是關於
邊界全帶約束
這就是我們爲什麼要在上面
創建分析步的過程
要創建15個分析步
因爲我們把這個
Connector向外移動
沿着這個曲面向外移動呢
分成了15段
是這樣來的
然後呢
我們就可以
到了網絡劃分了
也比較簡單
這個呢
就很簡單了
其實就是一個
三維的一個C3D82
這個是我們在這個
實際分析當中
最常用的一個單元
那這種鋼體單元呢
也很簡單了
對吧
因爲它三個都是E3鋼體
我們看一下它的單元類型
一般就是
只有一種
就是E3鋼體單元
二三第四
其他的
這幾個都是一樣的
這個
密度呢
不是密度
是這個尺寸呢
是需要大家自己去掌握
你可以劃的細一點
也可以劃的粗一點
只是
影響計算時間
所以不考慮
因爲完全鋼體嘛
所以說它
對結果呢
就沒什麼太大的影響了
你也不考慮這個壓頭
然後調整完之後
我們就可以到了Job
然後我們再看一下這個
結果吧
這是它的一個結果
向下壓的一個過程
壓到最後
對吧
像是一個小鼠的帽子
像一個小鼠的帽子
我們看一下
它是這樣懸壓的一個過程
對吧
我們可以稍微播放一下
你看
它們這兩個懸壓的
這個壓頭
既做旋轉
還做向下的運動
因爲要壓這個材料
這塊
這塊機材呢
要向下走
並且呢
它們還要沿着這個什麼呢
沿着子彈頭的這個
這個曲面
我們在工程製圖當中
就叫速線了
對吧
應該是速線
然後來
這個向外移動
還要向外移動
不跟這個
下面這個整流罩
和子彈頭髮生
撞擊干涉
最終就
懸壓成型了
當然我這個
模型當中
中間我們
它這個地方的變形
比較
劇烈
這個地方它的梯度比較大
我們就把網格劃分的
比較細一點
然後下面呢
還沒有那麼劇烈呢
我們就把網格劃分的粗一些
在這個
模型公司中呢
我是沒有用到AOE的
雖然它也是一個
比較大的變形
但是也沒有用到AOE
也沒有產生爆錯
那關於這個
懸壓
的這個案例呢
就講到這兒
這個
純屬一個
建花獻佛的一個案例
供這個
做相關研究的同學呢
一個參考
特別是初學的
實際上呢
並不是很難
這個案例
因爲大家可以看到
相關文獻呢
其實這種懸壓呢
主要用在航空航天上
包括這個
什麼
整流罩啊
一些航天
這個
它的一個
這個殼體
也就是說
圓柱形的殼體
就一般這個懸壓呀
或者是
東西成型出來的吧
好
那我們下個視頻再見

