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显示动力学(薄膜卷绕)小案例

 伊伊爸 2024-02-02 发布于湖北

卷绕薄膜,是我们日常经常会见到的工业工序之一,卷绕工艺在电池生成行业也是重要的一环:

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卷绕仿真之前做过几次调试起来比较麻烦,为了方便收敛选用Expicit Dynamics进行分析

步骤一:建模注意薄膜的厚度尽量不能忽略,末端的主动轮需要留有和极片连接的边)如图:

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然后选择材料(此处薄膜赋予为铜合金厚度赋予为0.1mm,滚筒为铝合金,过程略)

第二步:网格划分注意薄膜必须为对称的四边形网格,为保证形成结构化网格可添加Face meshing

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第三步:将自动生成的连接关系全部删除,辊与地面为转动副,主动辊和薄膜添加固定副(注意这里不能用绑定,否则或脱离

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第四步:添加体之间的相互作用

将type改为frictional  摩擦系数、 动力系数、衰减系数如图所示:

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第五步:计算设置

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其中注意: 

1、End Time:必须输入求解时间范围,不宜过大。

2、Resume From Cycle:选择继续求解的循环序列。

3、Maximum Energy Error:输入最大能量误差;当能量误差超到该值,求解会终止。

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4、Time Step Safety Factor:输入时间步长安全系数;求解器计算稳定时间步长需要用到该值,对于拉格朗日网格一般建议0.9,对于欧拉网格一般建议0.667。

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 5、Automatic Mass Scaling:自动质量缩放;通过改变局部单元的质量,进而改变局部的应力波速,进而改变局部的稳定时间步长。

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 6、 Minimum CFL Time Step:输入求解中允许的最小稳定时间步长;如果某单元的稳定时间步长小于该值,求解器会增加该单元的质量来提高该单元的稳定时间步长达到该值。

 7、Maximum Element Scaling:输入求解中单个单元允许的最大质量缩放比例;如果为了到达最小稳定时间步长,缩放质量超过该值,求解会终止。

 8、 Maximum Part Scaling:输入求解中单个零件允许的最大质量缩放比例;如果为了到达最小稳定时间步长,缩放质量超过该值,求解会终止。

    Update Frequency:输入质量缩放的更新频率;默认为0,表示质量缩放只在初始求解执行一次。

边界条件:

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第六步:后处理

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仿真总结取中间稳定时间段的节点应的和:如图

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由于截面相同,应力和力成正比,根据仿真结果各段薄膜的内力满足论文中:

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论文可参考:

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