Modelowanie procesu walcowania blachy miedzianej

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Modelowanie procesu walcowania blachy miedzianej"

Maciej Szydłowski
8 lat temu
Przeglądów:

1 Modelowanie procesu walcowania blachy miedzianej Samouczek został wykonany przy użyciu programu Abaqus 6.5-1, jednakże może zostać z powodzeniem użyty także w nowszych wersjach. Samouczek jest napisany z myślą o początkujących użytkownikach. Rzeczy które nie są dokładnie omówione w trakcie modelowani, pozostają ustawione jako default - lub pozostawione czytelnikowi do własnej analizy (A). UWAGA!!! Przed rozpoczęciem modelowania ważną rzeczą jest dobór jednostek.raz użyty system jednostek musi być używany do samego końca!!! Quantity SI SI (mm) US Unit (ft) US Unit (inch) Length m mm ft in Force N N lbf lbf Mass kg tonne (10 3 kg) slug lbf s 2 /in Time s s s s Stress Pa (N/m 2 ) MPa (N/mm 2 ) lbf/ft 2 psi (lbf/in 2 ) Energy J mj (10 3 J) ft lbf in lbf Density kg/m 3 tonne/mm 3 slug/ft 3 lbf s 2 /in 4 Pomocne skróty : F1- pomoc kontekstowa Ctrl + Shift + Lewy przycisk myszy = F3 - rotacja modelu Ctrl + Shift + Prawy przycisk myszy = F4 powiększanie /pomniejszanie modelu Ctrl + Shift + Środkowy przycisk myszy = F2 - przenoszenie modelu F5 - zoom Shift używamy przy wybieraniu większej liczby elementów (zasada działania podobnia jak Ctrl w Windowsie) Pominę tutaj uruchamianie Abaqusa oraz tworzenie nowej Model Database (rzeczy te omówione zostały w tutorialach dostępnych na stronie ) Dodatkowe informacje pomocne przy modelowaniu Nowe party (jak i inne rzeczy typu zadawanie właściwości materiałowych,obciążeń etc. ) można tworzyć najczęściej na 3 sposoby. Na przykład nową cześć można utworzyć w następujący sposób : 1.Z menu głównego wybierając Part Menager lub Create 2. Z menu kontekstowego wybierając Module: Part i następnie create part (zaznaczone czerwona ramka)

Rzeczy które nie są dokładnie omówione w trakcie modelowani, pozostają ustawione jako default - lub pozostawione czytelnikowi do własnej analizy (A). UWAGA!

2 3.Z drzewka modelu klikajac na Parts ( drzewko modelu najprostszy sposób dla modyfikacji modelu i jego poszczególnych składowych ) Opis ogólny modelu Model będzie obrazował przebieg procesu walcowania blachy miedzianej za pomocą jednego walca. Blacha nie będzie posiadać prędkości początkowej- jak to ma miejsce w większości walcarek. Materiał będzie wciągany pod walec z pomocą występujących sił tarcia pomiędzy walcem a blachą. 1.Part Module Model masz będzie składał się z miedzianej blachy ( wymiary :długość 100 mm, szerokość 30 mm i grubość 10 mm ) i walca o średnicy 200 mm. Model zostanie utworzony w systemie jednostek SI (mm, N, T,...) Tworzenie poszczególnych części całego modelu :

Materiał będzie wciągany pod walec z pomocą występujących sił tarcia pomiędzy walcem a blachą. 1.

3 Blacha Z jednej z powyższych możliwości wzbieramy jedna i tworzymy nowy Part o następujących właściwościach: Poniższy obrazek pokazuje sketch oraz sposób utworzenia solida ze sketch u

4 Walec Podczas dalszej analizy wyników nie będą nas interesowały naprężenia jakim podlega materiał z jakiego jest zrobiony walec, wiec jako typ naszego modelu wybieramy Analitycal Rigid (A) Tworzenie walca rozpoczynając rysowanie okręgu (1) Wpisujemy w oknie dialogowym jako pierwszy punkt (0,0) a jako perimeter point punkt (0,-100).Następnie rysujemy proste prostopadle (2) do okręgu, które posłużą nam jako linie do których będziemy przycinać okrąg (3). W następnym kroku pozbywamy się niepotrzebnych nam linii (4).

dialogowym jako pierwszy punkt (0,0) a jako perimeter point punkt (0,-100).

5 Jako wynik tej operacji otrzymujemy ¼ całego okręgu. Szkic następnie wyciągamy na 30 mm jak miało top miejsce przy poprzedniej części. W następnym kroku wybieramy z menu toolbox utworzenie punktu środkowego pomiędzy w punktami Wybieramy 2 punkty zaznaczone na poniższym rysunku W wyniku tej operacji otrzymujemy Datum Point, który zostanie naszym punktem odniesienia Reference Point (RP), (A) Tworzenie RP : Z menu głównego wybieramy : Tools Reference Point i wybieramy nasz nowo utworzony punkt. Tworzymy także dodatkowy Datum Point o współrzędnych ( 21,-97.77,0) który posłuży nam w późniejszej fazie jako punkt odniesienia w złożeniu. Podczas zmiany jakichkolwiek parametrów należy pamiętać, ze Abaqus wykorzystuje. jako znak oddzielający miejsca dziesiętne ułamków, a nie,. Należy także pamiętać o częstym zapisywaniu modelu gdyż jak to często bywa nie zapisane dane program nie jest w stanie odtworzyć 2.Property Module Wybierając ikonę będziemy definiować nasz materiał użyty jako materiał z jakiego będzie wykonana nasza blacha czysta miedz. W oknie definiujemy : gęstość (General Density ) : 8.92E-009 elastyczność (Mechanical Elasticity Elastic) : E= , ν=0.31 plastyczność (Mechanical Plasticity Plastic):

zostanie naszym punktem odniesienia Reference Point (RP), (A) Tworzenie RP : Z menu głównego wybieramy : Tools Reference Point i wybieramy nasz nowo utworzony punkt.

6 Yield Stress Plastic Strain Mając już wszystkie wymagane wartości materiałowe tworzymy nowa sekcje z Plane stress/ Strain thickness = 1 ) (Solid homogeneus Przypisujemy powstała sekcje do naszej blachy.w menu kontekstowym jako part zaznaczmy: blacha. Zaznaczmy nasz przeznaczony do walcowania materiał i zaznaczmy done.blacha winna być teraz zaznaczona niebieskawo-zielonym kolorem. 3.Assembly Module W obecnym stadium naszego modelowania poszczególne nasze części znajdują się w lokalnych układach współrzędnych. Z pomocą ikony wszystkie zostaną umieszczone w globalnym układzie współrzędnych. Wybieramy kolejno blachę (wciskamy apply) i walec. Obydwie części powinny mieć zaznaczona opcje Dependent. Wykorzystując nasz Datum Point utworzony w module Part tak przenosimy walec(za pomocą ikony ) wybierając nasz Datum Point,a następnie punkt środkowy na szerkosci blachy aby złożenie wyglądało następująco :

19 374.85 376.5 378.15 Plastic Strain 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.3 0.31 0.32 0.

7 4.Step Module dzięki tej ikonie możemy wybrać rodzaj analizy oraz jej długość. Wpisujemy nazwę nowego kroku i z dostępnych w menu wybieramy Dynamic, Explicit. (A). W nowym oknie jakie się pojawi wpisujemy (Time period) 0.6. Dla zwiększenia szybkości analizy naszego modelu zastosujemy skalowanie masy Mass scaling. Zachęcam po wykonaniu naszego modelu do zmiany wartości jaka użyto podczas obliczeń (np. bez skalowania, skalowanie faktorem 10, 100)

W nowym oknie jakie się pojawi wpisujemy (Time period) 0.6.

8 Więcej na temat skalowania masy można znaleźć w artykule Grygusa dostępnym na 5.Interaction Module Chcąc utworzyć interakcje jakie będą zachodzić miedzy naszymi częściami klikamy na ikonę. i wybieramy Surface -to-surface contact. Jako pierwsza powierzchnie wybieramy walec zwracając uwagę na to która strona będzie w kontakcie z walcowana blacha i wybieramy zaznaczona odpowiednim kolorem (brown lub purple), następnie wybieramy z menu znajdującego się pod obszarem roboczym surface i zaznaczamy górna powierzchnie blachy.

i wybieramy Surface -to-surface contact.

9 Brakuje jeszcze Contactinteraction property (zaznaczone zielona ramka), którą tworzymy klikajac na create. Pojawia nam się nowe okno w którym wybieramy Mechanical Tangential Behavior Penalty i wpisujemy współczynnik tarcia (Friction Coefficient ) : Należy pamiętać, ze kontakt powinien być już zadany w stepie Initial!!! 6.Load Module Będziemy teraz przyporządkowywać poszczególne BC s do poszczególnych części naszego modelu z uwzględnieniem tego, jak się dana cześć ma zachowywać. Klikamy ikonę po czym postępujemy jak poniżej :

Coefficient ) : Należy pamiętać, ze kontakt powinien być już zadany w stepie Initial!!! 6.

10 zaznaczając oczywiście jako region gdzie ma być ono zastosowane RP naszego walca Po utwierdzeniu naszego walca musimy zadac mu predkosc z jaka ma być walcowany material. Tworzymy nowy rodzaj utwierdzenia Vielocity /Angular vielocity i także jako miejsce gdzie się ma znajdować wybieramy RP. Należy zwrócić uwagę, aby warunki nie dublowaly się (nie wskazanym jest przy prędkości obrotowej zaznaczac także prędkości V1...VR2, gdyż zostało to już uwzględnione w Utwierdzenie_walca - układ nie może się przesuwać w tych kierunkach )- powstaje układ redundantny.

Tworzymy nowy rodzaj utwierdzenia Vielocity /Angular vielocity i także jako miejsce gdzie się ma znajdować wybieramy RP.

11 Mając już zadane warunki brzegowe dla walca tworzymy warunki dla blachy :

12 Wszystkie warunki brzegowe winny być zadane w następujących krokach: A model ze wszystkimi BC s powinien wyglądać następująco : 7.Mesh module Walec utworzony jako Analitical Rogid nie może być zmeshowany, wiec przystępujemy do meshowania blachy. Z menu kontekstowego wybieramy jako Part :Blacha Przypisujemy wielkość globalna elementów na jakie obszar ma być podzielony.jako Aproxilate globall size wpisujemy 2 (bez dodatkowo zaznaczonych funkcji). Wybieramy i pozostawiamy jako domyślne ustawienia. Przypisanie elementów powinno wyglądać następująco :

Z menu kontekstowego wybieramy jako Part :Blacha Przypisujemy wielkość globalna elementów na jakie obszar ma być podzielony.

13 Na koniec meshujemy model -.i wybieramy z menu kontekstowego Assembly aby zobaczyć zmeshowany model

14 8.Job Module Tworzymy nowe zajęcie dla naszego procka Menu kontekstowe Job w nowym okienku definiujemy nazwę naszej analizy, ilość procesorów, ilość pamięci, jaki sposób obliczeń. Na początek zostawimy wszystko na ustawieniach domyślnych i czekamy spokojnie na wyniki Klikajac na przycisk Monitor jesteśmy w stanie widzieć postęp naszej symulacji Jak widać w moim przypadku obliczenia trwały ok. 20 min Zamykajac okno Monitora w Job Menager wybieramy przycisk Results i przechodzimy automatycznie do wizualizacji wynikow.

Na początek zostawimy wszystko na ustawieniach domyślnych i czekamy spokojnie na wyniki Klikajac na przycisk Monitor jesteśmy w

15 A oto i przykładowy wynik naszych obliczeń. Dla porównania polecam wykonać modele z Mass scaling (bez, dowolne wartości) oraz z zastosowaniem danych materiałowych dal stali 55 jakie można znaleźć w tutorialu p.t. Nagniatanie walka autorstwa Dariusza Rusaka dostępnym na stronie

wartości) oraz z zastosowaniem danych materiałowych dal stali 55

Podobne dokumenty

Przeprowadź analizę odkształceń plastycznych części wykonanej z drutu o grubości 1mm dociskanej statycznie do nieodkształcalnej ściany.

Przeprowadź analizę odkształceń plastycznych części wykonanej z drutu o grubości 1mm dociskanej statycznie do nieodkształcalnej ściany. Dane: gęstość 7800kg/m 3 ; moduł Younga 210GPa; współczynnik Poissona