Abaqus铝管电磁变形：电磁-结构联合仿真实施详解

Abaqus铝管电磁变形：电磁-结构联合仿真实施详解

北京众联亿诚是达索官方SOLIDWORKS/CATIA/ABAQUS/CST/SIMULIA正版软件授权商，专业经销SOLIDWORKS正版软件并提供软件培训、认证、技术支持、二次开发等增值服务。致力于智能制造建设、实训室规划、课程资源等领域，为用户提供了全方面的解决方案。

在二次模拟中，这些力被用来压缩或变形铝管。构建模型须遵循以下步骤：

1、仿真模型设计

一步，创建、定位用于模拟的组件并赋予其合适的材料属性。该工艺的铝管厚度通常在0.1毫米至 3 毫米之间。对于电磁仿真，将仿真空间定义为“空气”，以分析仿真过程中磁场的传播。此外，还建立了流动电流的线圈和铝管的模型。为此，要考虑”磁导率”和”电导率”。对于机械模拟，仅对铝管和钢芯进行建模。这描述了材料的“弹性和塑性行为”。

在Abaqus 中输入参数之前，应该定义统一的单位系统。对于此分析，选择单位系统”mm-ts”。在我们的模型中，各向同性材料铜是根据文献中的材料特性定义的。具有电磁自由度的线性元素(EMC3D8)用于电磁模拟的网格划分策略。在机械模拟中，使用具有机械自由度的线性元素(C3D8)。 Abaqus 中实现了三种电磁模拟程序：

低频时间谐波涡流(线性扰动过程)

静磁(一般程序)

低频瞬态涡流(一般程序)

然而在这种情况下，使用低频瞬态涡流分析程序。此过程在Abaqus 中通过关键字支持。在 Abaqus CAE 中只有”低频时间谐波涡流”步骤可用。调整后的关键字应如下所示：

步骤，名称=电磁

电磁、低频、瞬态、稳定度=100

稳定性有助于控制奇点，因为麦克斯韦方程中的磁矢势的公式可能导致奇点。稳定性的很大值为100，在本例中使用该值。

Abaqus 中电负载有多种选项。在这种情况下，电流被用作”体电流”，并具有适合电磁模拟的边界条件。在此过程中，很高的电流流过线圈，因为这是一个高速成型过程，需要强磁力。电流取决于工艺的具体要求，例如: B.工件的尺寸，材料的类型和所需的变形。峰值电流通常在 50,000 至 1,000,000 安培之间。对于力学分析，还定义了合适的力学边界条件，以确保模型的静态确定性。

2、联合模拟区域的确定

对于这两种模拟，都定义了一个相同的基于元素的区域，并研究其行为。Abaqus 通过关键字”*CO-SIMULATION REGION"支持此功能。在这种情况下，铝管是联合仿真区域。此外，通过特定在哪个分析中导入或导出哪些变量，根据字段变量来定义区域。这里，电磁力从电磁模拟中导出，并作为机械力导入结构分析中。调整后的关键字应如下所示:

在电磁模拟中:

联合仿真区域，类型=体积，导出其他集名称，EMBF在结构模拟中:

联合仿真区域，类型=体积，导入其他集名称，CF

3、耦合步骤的确定

对于下一步，定义适当的耦合步骤。耦合步骤决定了联合仿真中分析之间的交换频率，直接影响耦合解的稳定性和准确性。偶联步骤的大小在每个偶联步骤开始时确定，并用于计算下一个目标时间点。为此，须定义“增量大小”和"协商方案”。 SIMULIA 联合仿真引擎用于确定增量大小和协商方案

确定增量大小的方法有两种。一种方法称为“子循环"或自动方法。根据流程，Abaqus 可以调整增量大小。对于需要减少增量大小的非线性事件，子循环允许 Abaqus 减少增量大小。另一种方法是“步调一致”。在这种情况下，Abaqus 可以强制使用固定的时间步长。这使得两个求解器可以使用相同的时间步长，并避免在耦合步骤期间进行量的插值。然而，在使用锁步时，Abaqus 无法减少时间增量来解决非线性事件，并在这些情况下终止模拟。

SIMULIA 联合仿真引擎提供多种协商方法，例如:例如“恒定耦合步长”、”min耦合步长”“max耦合步长”、“让求解器特定耦合步长”和“恒定倍数”。详细解释可以在 Abaqus 在线文档(5)中找到。在这种情况下，使用“恒定倍数"。在此方法中，除了用户偏好的步长之外，耦合步长也由求解器决定。

4、配置文件和模拟的执行

要启动联合仿真，需要一个配置文件来链接两个仿真。为此，须创建并保存两个输入文件。配置文件以.xml 文件的形式写成。这个.xml 文件可以是详细的，也可以是简化的。通常，当在 Abaqus 中耦合两个过程时，会使用文件的简化版本，以防止用户进行不必要的更改。另一方面，当 Abaqus 求解器要与另一个程序结合时，需要使用详细的 .xml 文件fetch 函数(abaqus fetch job=exa em std export)可用于为 .xml 文件创建模板。

未完...

更多“Abaqus正版软件”内容请详询北京众联亿诚科技有限公司，除“Abaqus”产品以外，北京众联亿诚科技有限公司在智能制造建设、实训室规划、课程资源等领域积累了大量经验，为用户提供了全的解决方案，是SOLIDWORKS正版软件正版代理商&Abaqus正版软件全国代理经销商，供应CATIA各个版本&SOLIDWORKS 2025新版本及SW2024/2023等各版本软件产品。公司总部设于北京，并在国内其他地区设有多个办事处，如北京、天津、河北、上海等。

由于产品型号规格较多，价格仅供参考。欢迎获取正确的产品报价，给您带来的不便敬请谅解。