[发明专利]基于ANSYS/LS-dyna的纯铝导线多道次冷拉拔塑性变形模式预测方法

摘要

本发明公开了一种基于ANSYS/LS‑dyna的工业纯铝导线多道次冷拉拔塑性变形模式预测方法，主要包括：根据纯铝导线和模具的工艺参数，基于ANSYS参数化建模技术建立导线和模具的实体模型；根据导线在拉拔过程中的大变形行为，选取随动硬化材料模型并根据各道次导线拉伸应力应变曲线确定材料模型的参数；根据导线在拉丝机上的拉拔牵引方式和拉拔速度确定有限元模型的加载方式及边界条件；最后将定义好的有限元分析模型提交LS‑dyna计算，并用ANSYS对结果文件进行后处理，输出应力分布和塑性变形云图，并绘制各道次导线心部到表层的应力变化曲线。本发明对现有的导线模拟方法进行了改进，提高了计算效率和计算精度，与试验法相比大大缩短了工艺参数验证的时间，降低了设计成本。

主权项

1.一种基于ANSYS/LS‑dyna的工业纯铝导线多道次冷拉拔塑性变形模式预测方法，其特征在于，包括以下步骤：一、根据纯铝导线和模具的工艺参数，基于ANSYS参数化建模技术建立导线和模具的有限元模型(1)单元类型的选取，采用ANSYS参数化语言命令ET定义单元类型，定义模具和导线的单元类型为SOLID164；(2)在选定单元类型后，进行三维仿真分析模型的建模，具体过程如下：依据模具减径角度α、减径后半径r和模具平行段长度L建立模具剖面二维模型，根据导线减径前后的半径R和r，建立与模具相接触的二维导线模型，然后采用ANSYS参数化语言命令VROTAT命令对模具和导线的二维模型绕中心线关键点旋转生成三维实体模型；(3)对上述建立的模具和导线实体模型进行网格划分，采用MESHKEY命令控制网格划分形式，采用ESIZE命令定义网格尺寸，采用VSWEEP命令对模具和导线进行网格划分；(4)模具和导线之间定义为接触，接触摩擦系数取值为0.05；二、根据导线在拉拔过程中的大变形行为选取材料的硬化模型，根据各道次导线拉伸应力应变曲线确定材料模型的参数(1)根据拉拔过程中导线的变形行为，选取LS‑dyna中的多线性随动强化模型作为导线的材料模型，同时将模具定义为刚性体材料；(2)根据各道次导线的拉伸曲线，确定导线随动硬化材料模型中的参数；三、根据导线在拉丝机上的拉拔牵引方式和拉拔速度确定有限元模型的加载方式及边界条件(1)根据导线在拉丝机上的牵引方式，将沿拉拔方向顶端平面的节点定义为一个节点组，采用EDPV命令在节点组上施加15m/s的导线拉拔速度；(2)根据模具和导线的对称性，在对称面上施加对称边界条件，约束沿对称方向的位移；四、有限元分析模型的求解控制和结果文件后处理(1)在求解控制选项中，采用EDSTART命令控制求解内存的存储值，采用TIME命令控制求解的终止时间，采用EDOPT命令控制输出的文件类型；(2)结果文件主要输出在拉拔过程中模具内导线段的应力分布和塑性变形，并绘制各道次应力由心部到表层的变化曲线。