0 概述

什么是三點彎曲？三點彎曲變形有哪些特點？三點彎曲仿真有哪些需要注意的地方？

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（1）三點彎曲試驗是將截面為矩形或圓形的試樣放在彎曲裝置上，調整跨距，在試樣上加載進行彎曲試驗，直到達到規定的彎曲程度或發生斷裂。

（2）當板料毛坯受到彎曲力矩的作用，毛坯部分區域的曲率發生變化，該區域即變形區。彎曲變形區的網格發生了顯著的變化，而非變形區的網格基本上保持原來的狀態。

????????彎曲區的內側材料沿變形區的切線方向受到壓縮，外側材料沿變形區的切線方向受到拉伸，且壓縮和拉伸的程度都是表層最大，向中間逐漸減小。因此，在兩者之間必存在著一個彎曲變形前后長度保持不變的中性層，其位置不一定是在材料厚度的中心。如果材料類型和材料厚度一定，則中性層的位置與彎曲半徑的大小有密切關系。

（3）材料參數的設置、網格的劃分。

本例采用mmSI單位制進行建模

零件幾何造型

凹模幾何造型

單擊Create Part按鈕，零件名稱改為Die，3D，Deformable，Solid，Extrude，點擊Continue；

進入草圖：

繪制圓弧，圓心(0,0)，起點(0, -15), 終點(0, 15)，圓弧外凸，下同。

繪制直線起點(0, 15), 終點(-50, 15)；

繪制直線起點(-50, 15.0), 終點(-50, -15)；

繪制直線起點(0, -15), 終點(-50, -15)；

退出草圖，厚度為20。

凸模幾何造型

單擊Create Part按鈕，零件名稱改為Punch，3D，Deformable，Solid，Extrude，點擊Continue；

進入草圖：

繪制圓弧，圓心（0，0），起點(7.5, 0.0), 終點(-7.5, 0.0)

繪制直線起點(-7.5, 0.0), 終點(-7.5, 20.0)；

繪制直線起點(-7.5, 20.0), 終點(7.5, 20.0)；

繪制直線起點(7.5, 0.0), 終點(7.5, 20.0)；

退出草圖，厚度為20.0。

板料幾何造型

單擊Create Part按鈕，零件名稱改為Sheet，3D，Deformable，Solid，Extrude，點擊Continue；

繪制矩形，起點(-60.0, 0.5)，終點(60.0, 0.0)，退出草圖，Depth=12.5。

創建兩個點坐標分別為(23.0, 0.0, 0.0)，(-23.0, 0.0, 0.0)，使用上面兩個點和邊的中點剖分零件，剖分效果如圖 1所示。

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圖1?Sheet剖分效果示意圖

定義材料

定義板料材料（鋁）

進入Property模塊，點擊Create Material，創建材料Material-AL，

點擊General->Density，輸入密度2.7e-09

點擊Mechanical->Elasticity->Elastic（彈性），輸入彈性材料參數（72000，0.3），

點擊Mechanical->Plasticity->Plastic（塑性），輸入塑性材料參數，如下：

(365, 0.0)，(435, 0.09)

點擊Create Section，name=Section-Sheet，點擊Continue，點擊OK。

點擊Assign Section，選中零件Sheet，單擊鼠標中鍵，點擊OK。

模具材料（鋼）

進入Property模塊，點擊Create Material，創建材料Material-Steel，

點擊General->Density，輸入密度7.9e-09

點擊Mechanical->Elasticity->Elastic，輸入彈性材料參數（210000，0.3），

點擊Create Section，name=Section-Steel，點擊Continue，點擊OK。

將Section-Steel賦給Die和Punch

裝配

進入Assembly模塊，點擊Create Instance，導入Sheet、Punch、Die（Die導入兩次）。

平移Punch-1，平移矢量(0.0, 8.0, -3.75)

旋轉Die-2，轉軸起點(0.0, 0.0, 0.0)，轉軸方向(0.0, 1.0, 0.0)，轉動角度180.0，

平移Die-2，平移矢量(23.0, -15.5, 16.25)

平移Die-1，平移矢量(-23.0, -15.5, -3.75)

裝配后效果圖如下

建立分析步

進入Step模塊，創建1個分析步，類型為Dynamic，Explicit，時間為1e-2

建立接觸關系

進入Interaction模塊，點擊Create Interaction Property，Type=Contact，點擊Continue，

點擊Mechanical->Tangential Behavior（切向特征），Friction Coeff=0.15（摩擦系數）

點擊Create Interaction，Step=Step-1，Types for Selected Step=General Contact (Explicit)，

選擇All* with self（或者選擇接觸對），點擊OK。

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建立載荷與邊界條件

Die的邊界條件

在Inital分析步中，分別建立兩個邊界條件，固定兩個Die的底面的6個自由度。

Sheet的邊界條件

設定Sheet的縱向中剖面的自由度，設定為ZSYMM。

設定Sheet的橫向中剖面的自由度，設定為U1不能移動

Punch的邊界條件

點擊Tools->Amplitude->Create，建立Equally Spaced Amplitude（Explicit必須有），名稱為Amp-ES，數據（0，0），（1，1）。

在Step-1分析步中，Punch的位移，U2設定為-2250，其余設定為0，Amplitude=Amp-ES。

劃分網格

單元必須設定為六面體，注意檢查網格質量

畫網格之前先把零件設置為非獨立性，如圖所示

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點擊Assign?Mesh?Controls，全選零件，點擊鼠標中鍵，

Element?shape>>Hex,
Technique>>Structured
點擊OK，點擊Done；

點擊Mesh?Part?Instance，全選零件，點擊鼠標中鍵，點擊Done.

網格畫完之后效果如下

建立分析作業，提交計算

計算結果如下

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的三点弯曲的有限元仿真的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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