Моделирование процесса объемной штамповки

Материал с сайта: http://www.cae-services.ru/

В работе представлены результаты моделирования двух технологических переходов процесса холодной объемной штамповки детали типа втулка.

Математическое моделирование выполнено с использованием программы LS-DYNA.

Решение ряда задач обработки металлов давлением возможно с использованием произвольных лагранжево-эйлеровых и адаптивных сеток, при последовательном использовании явного и неявного методов решения, а также MEH-метода (Multimaterial Euleran Нydrodynamics). Реализация этих возможностей в программе LS-DYNA позволяет осуществить моделирование, в частности, процесса холодной объемной штамповки детали типа втулка, основные технологические переходы которого показаны на рис. 1

Рис. 1. Технологические переходы процесса холодной объемной штамповки детали типа втулка

Конечно-элементные модели рассматриваемого процесса на третьем и четвертом технологических переходах (см. рис. 2) были созданы в препроцессоре ANSYS.

Дальнейшее моделирование проводилось в LS-DYNA версии 960.

Результаты моделирования показаны на рис. 3 ... 6.

а	б
Рис. 2. Конечно-элементные модели процесса: а – третьего перехода; б – четвертого перехода

На рис. 3 показаны поверхности равных значений плотности материала в расчетной области при обжатии на третьем технологическом переходе.

Положение этих поверхностей дает представление об изменении формы заготовки при обжатии.
На рис. 4 показано распределение интенсивности пластических деформаций по объему металла в соответствующие моменты времени.

На рис. 5 показана адаптация конечно-элементной сетки при моделировании обжатия на четвертом технологиче-ском переходе. В процессе решения число элементов увеличилось с 23563 до 28365.

На рис. 6 показано распределение интенсивности пластических деформаций по объему металла в соответствующие моменты времени.

Рис. 3. Распределение плотности материала по расчетной области (слева направо):
а - t = 0 мс; б - t = 20 мс; в - t = 40 мс; г - t = 60 мс; д - t = 80 мс; е - t = 100 мс

Рис. 4. Распределение интенсивности пластических деформаций по объему металла (слева нараво):
а - t = 0 мс; б - t = 20 мс; в - t = 40 мс; г - t = 60 мс; д - t = 80 мс; е - t = 100 мс

Рис. 5. Адаптация сетки во времени (слева направо):
а - t = 0 мс; б - t = 20 мс; в - t = 40 мс; г - t = 60 мс; д - t = 80 мс; е - t = 100 мс

Рис. 6. Распределение интенсивности пластических деформаций по объему металла (слева направо):
а - t = 0 мс; б - t = 20 мс; в - t = 40 мс; г - t = 60 мс; д - t = 80 мс; е - t = 100 мс

Следует заметить, что LS-DYNA версии 970 предоставляет более широкие возможности по решению задач обработки металлов давлением.

Главными из этих возможностей являются: решение задач в ALE-постановках на кластерах; использование при решении задач до десяти ALE-групп; использование в SPH-постановках наиболее распространенных моделей материалов и уравнений состояния; использования Element Free Galerkin metod (EFG-метод или бессеточный метод); совместное использование в решении задач «сеточных» и «бессеточных» областей.