摩擦生热仿真分析_Abaqus_焊接_材料-仿真秀干货文章

摩擦生热仿真分析

摩擦生热常见于机械加工、摩擦焊接、刹车片与刹车盘摩擦制动等工程实际中。本示例仿真对象为：高速移动的铝板在外界铝柱压力下摩擦生热的过程，其中铝板的移动速度为5000mm/s，铝柱的压力为10MPa，铝合金的主要材料属性如下。

表1材料属性

材料	密度（T/mm³）	导热性能（W/mm·℃）	比热容（J/T·℃）
Al	2.7e-09	0.15	670000

为仿真计算摩擦发热情况，基于Abaqus平台建立了如下模型:

第1步:建立仿真几何模型。

几何模型尺寸为：铝板200mm×80 mm×10 mm；铝柱：60 mm×30 mm。

图1 尺寸模型

第2步：建立材料属性，为几何模型赋材料参数。

图2 材料参数设置

第3步：建立分析步（Dynamic，Temp-Disp，Explicit）

此处选用显示动力学分析步，分析时间为0.1s。

图3 分析步设置

第4步：建立摩擦属性，并在铝板与铝柱两接触面之间建立接触对，摩擦系数为0.3，其他可使用默认设置。

图4 摩擦属性

图5 接触对设置

第5步：建立载荷及边界条件。

铝柱上表面受压力10MPa，利用铝板下底面约束其x、y两个方向的位移，利用铝柱圆柱面约束其x、z两个方向的位移。

图6 边界条件

为模型施加预定义场边界，通过菜单栏> Predefined Field>Create，为整个模型施加初始温度为20℃的温度场，为铝板施加-z方向的速度场，速度值为5000mm/s。

图7 温度场和速度场设置

第6步：划分网格。

给定各part尺寸，划分各part的网格，网格属性选择Explicit>Coupled Temperature-Displacement，传热分析，选择一阶网格即可。

图8 网格

图9 网格设置

第7步：提交仿真作业，待分析完成查看仿真结果。

来源：旋算仿真工作室

基于ZEMAX的连续变倍扩束系统设计（上篇）

上篇本文是基于基于ZEMAX的连续变倍扩束系统设计上篇内容，旨在设计一个12×倍扩束系统，下篇内容将更新连续变焦的设计，敬请期待。连续变倍扩束系统的设计指标如下18×~16×连续变倍扩束2整个镜筒的长度为300mm3入射口径2mm4波长1053nm 1.前组设计为保证可以实现8×~16×连续变倍取中间值，先做一个长240mm，放大率12×的定焦扩束镜组，入射的激光光束的直径为 ,12倍扩束之后的直径。为了处理方便，采用单片平凹透镜和双胶合正透镜构成，需要满足：则，前组凹面的半径，本次的设计采用的结构是平凹透镜的凹面朝向入射的平行光束，选用BK7玻璃，在在Merit Function Editor中让透镜的焦距为-18.46。因为玻璃的选择不在1053nm波长的色散范围之内所以采用模型替代的方法实现，详细的设置如图1所示：▲ 图1 前组的镜头编辑器和评价函数编辑器设置2.后组设计后组的初始结构为双胶合物镜，焦距，光圈数光圈数接近10，选用双胶合物镜[DB-7]，并将焦距缩放到258.46，镜头参数如图2所示。▲图2 焦距缩放及翻转后的后组镜头参数3.前后组组合组合后的参数如图3，设置评价函数开始优化。▲ 图3 组合后的前后组的镜头参数4.12×优化后结构如图镜头数据如图4所示，优化后的点列图如图5所示▲ 图4 12×优化后的镜头数据 ▲ 图5 12×优化后的点列图及相关数据因篇幅原因将在下篇中更新多组态，完成设计8×~16×的连续变焦，评价函数被省略了，需要评价函数的小伙伴请私信。来源：旋算仿真工作室