Инженерные программы: Трансфер технологий

Инженерные программы:
Собственные разработки и решения

Инженерные программы:
Трансфер технологий

Измерительные приборы и
оборудование

ГлавнаяИнженерные программы: Трансфер технологийDEFORM

DEFORM: RVE моделирование

Обработка металлов давлением — это многогранный процесс, на который включает в себя явления, проявляющиеся как на микроуровне (микропоры, микроструктура и пр.) так и на макроуровне (складки, прострелы и пр.). Моделирование микроскопического явления непосредственно в макроскопической модели, во многих случаях, непрактично из-за большой ресурсоемкости такой модели.

Компания SFTC представила новое эффективное решение – RVE (Representative Volume Element) входящее в состав DEFORM Material Suite позволяющее моделировать элементарный объем.
Это средство эффективного соотнесения макромасштаба с микромасштабом. Оно позволяет осуществить прогнозирование явлений на микроуровне, исходя из термомеханической истории в выбранных точках (Инструмент - Point tracking) обычного моделирования DEFORM, на макроуровне.


2D / 3D моделирование RVE предлагает системный подход для анализа поведения пор, пустот, включений, зёренной структуры, а также текстуры (рис. слева).
RVE помогает отобразить локальные поля напряжений и деформаций, схлопывание и образование пустот, форму, размер и ориентацию зерен, текстуру и т. д.



       Component Model                                                                  RVE Models

Пример анализа схлопывания пустот

Внутренняя пористость или пустоты являются типичными дефектами слитков. Эти пустоты необходимо закрыть во время первичных операций ковки, чтобы впоследствии они не выступали в качестве мест зарождения трещин или других дефектов.

Два подхода к оценке закрытия пустот проиллюстрированы на примере осадки цилиндра (рис. слева). Исходная модель осадки заготовки, так же включала геометрию пустот в пяти местах. Согласно прогнозам DEFORM, пустоты вдоль центральной линии (от P1 до P3) закрываются в середине процесса деформирования. Приповерхностные пустоты (P4 и P5) не закрылись полностью даже в конце операции.


Рис. Ли, Ю. С. и др. «Анализ закрытия внутренних пустот во время ковки крупных слитков, с использованием моделирования». (2011).


Проблема с классическим подходом моделирования пустот заключается в том, что для моделирования небольших пустот в модели большой заготовки требуется значительное повышение плотности сетки в области пустот и отслеживание перемещения окон плотности.
По мере того, как разница в масштабе или сложность модели становятся более значительными, количество конечных элементов модели и требуемое время расчета становятся недопустимо большими.

При решении подобной задачи с RVE, первым шагом является запуск моделирования на макроуровне, без расчета микромасштабных явлений. Это происходит относительно быстро из-за относительной однородности модели. Отслеживание переменных состояния в выбранных точках обеспечивает получение термомеханической истории, которая будет использоваться в качестве входных данных для последующих моделей RVE.
Рис. Моделирование включений при классическом подходе

На следующем шаге выполняется моделирование поведения пустот с использованием модели RVE в Material Suite. Пользователи могут изменять параметры RVE и неоднократно моделировать RVE в разных вариантах настроек без повторного расчета основного моделирования на макроуровне. Модели RVE просчитываются относительно быстро, что позволяет значительно экономить время при исследовании.

В приведённом примере модель RVE использовалась для прогнозирования закрытия пустот, так же в пяти местах. Пять точек (от P1 до P5) были расположены в модели на макроуровне. Деформация, напряжение и температура в этих точках были извлечены и использованы для последующего моделирования поведения пустот.

Настройка RVE для каждой пустоты начиналась с выбора одинаковой геометрии и сетки (куб со сферической порой). Тем не менее, каждая модель деформировалась по-разному в зависимости от истории моделирования в конкретном месте. Пустоты в точках от P1 до P3 закрылись (красный цвет означает самоконтакт), в то время как пустоты в точках P4 и P5 не закрылись. Объем пустот в зависимости от хода плиты, показан на графике (справа).

Моделирование RVE - одна из важных функций DEFORM Material Suite, но есть и многие другие. Разные примеры использования и другие детали о Material Suite будут опубликованы в будущих новостях DEFORM. Но уже сейчас вы можете узнать все интересующие вас подробности, связавшись с сотрудниками ТЕСИС.


Рис. Моделирование включений при использовании RVE

© ТЕСИС, сайты: www.tesis.com.ru; www.flowvision.ru; flowvisioncfd.com;
Тел./факс: +7(495) 612-4422, 612-4262, info@tesis.com.ru, написать письмо, подписаться на новости
Политика конфиденциальности

Главный офис: 127083, Россия, Москва, ул. Юннатов, дом 18, 7-й этаж, оф.705, схема проезда
Представительство в Нижнем Новгороде: ул. Ульянова, 10А,офис 60, тел./факс: (831) 435-1477
Представительство в Санкт-Петербурге: Митрофаньевское ш., д.2, к.1, лит.К, офис 15 (БЦ «Адмирал», 3-й этаж)
тел./факс: (812) 380-8295, станция метро "Балтийская"