DEFORM: моделирование прессования

[07.12.2011]

DEFORM: моделирование прессования

Компания SFTC - разработчик программного комплекса DEFORM - постоянно ведет работы по его улучшению. Одним из направлений такой работы является совершенствование методов моделирования процессов прессования. На прошедшей недавно международной конференции по вопросам прессования в Болонье, Италия, компания SFTC представила доклад об использовании DEFORM для решения промышленных задач по моделированию процессов прессования. Были представлены две эталонные (benchmark) задачи в этой области. Также был проведен проведен технический семинар «Моделирование процессов прессования в DEFORM».

Все презентации, сделанные на этой конференции доступны для скачивания официальным пользователям DEFORM в пользовательской зоне сайта www.deform.com

На сегодняшний день в DEFORM реализовано три подхода к моделированию процессов прессования:

• Расширенный подход Лагранжа (Updated Lagrangian или UL) – это анализ неустоявшегося состояния заготовки, где моделируется начальный начало процесса прессования, т.е. начальное проникновение заготовки в инструмент. Результатом такого моделирования может стать потребная сила деформирования, заполнение полости инструмента, возможность возникновения утяжин, поведение зон самоконтакта заготовки. После заполнения полости инструмента и начала собственно прессования, процесс расчета затрудняется в связи с частыми перестроениями сетки конечных элементов.
• Произвольный подход Лагранжа-Эйлера (Arbitrary Lagrangian Eulerian или ALE) – метод базируется на расширенном подходе Лагранжа для неустановившегося процесса, при этом не требуется перестроения сетки конечных элементов. Исходной заготовкой для анализа является уже частично деформированная заготовка. Результатом такого моделирования может стать потребная сила деформирования, конечная форма заготовки и ее отклонение от номинальной, накопленная деформация и другие переменные состояния заготовки на установившейся стадии прессования.
• Стационарный подход (Steady-State или SS) – одношаговый метод анализа (без зависимости от времени) который анализирует только установившуюся фазу прессования. Результатом такого моделирования может стать потребная сила деформирования, конечная форма заготовки и ее отклонение от номинальной на установившейся стадии прессования.

На рис.1 представлены результаты моделирования типичного процесса с помощью расширенного подхода Лагранжа . Показано заполнение полости инструмента и изменение течения материала в зависимости от формы инструмента в конкретном сечении.

а - начальная заготовка	б - прессование ножек	в - заход материала в камеру с окончательной гравюрой	г - финальная форма заготовки

Рис.1 Стадии моделирования прессования с помощью расширенного метода Лагранжа

Рис.2.

Рис.3. Потребная сила деформирования	Рис.4. Отклонение заготовки от собственной оси

На рис.4 представлена прогнозируемая конечная форма заготовки. Главным результатом произвольного подхода Лагранжа-Эйлера и стационарного подхода является отклонение заготовки он собственной оси. Как видно на рисунке, это отклонение, полученное с помощью произвольного подхода Лагранжа-Эйлера и стационарного подхода - практически идентичны. Расширенный метод Лагранжа, в случае продолжения моделирования должен показывать приблизительно тот же результат.