Моделирование процесса вытяжки тонколистового металла в конечно-элементном комплексе ANSYS/LS-DYNA

Окно «Mesh Tool» > Раздел «Size Controls:» > Lines > Set

D. В появившемся окне «Element Size on Picked…» в строке ввести через запятую номера линии поверхности заготовки: L1, L15, L16 - 1,15,16 (или нажать левой кнопкой мыши на линии с соответствующими номерами).

E. Для подтверждения нажать «Ok».

F. В появившемся окне «Element Sizes on Picked Lines» в строке NDIV No. of element divisions ввести количество сегментов - 20.

G. Для подтверждения нажать «Applye».

Разбиение линий поверхностей оснастки, лежащих в плоскости X-Y

Для этого выполнить пункты с B по G При этом:

Пункт D В появившемся окне «Element Size on Picked…» в строке ввести через запятую номера линий поверхностей оснастки, лежащих в плоскости X-Y (за исключением линий формующего элемента): пуансон L37, L38, L39, L40, матрица L25, L26, L27, L28, L29, L30, прижим L42, L43;

все номера линий, вводимых в строке окна «Element Size on Picked…», - 37,38,39,40,25,26,27,28,29,30,42,43

Пункт F В появившемся окне «Element Sizes on Picked Lines» в строке NDIV No. of element divisions ввести количество сегментов - 10

Разбиение линий поверхностей оснастки, лежащих в плоскостях симметрии Z-X и Z-Y

Для этого выполнить пункты с B по G При этом:

Пункт D. В появившемся окне «Element Size on Picked…» в строке ввести через запятую номера линий поверхностей оснастки, лежащих в плоскостях симметрии Z-X и Z-Y (за исключением линий формующего элемента):

плоскость симметрии Z-X: пуансон L3, L4, L12, L5, матрица L7, L8, L14, L9, L13, L10, прижим L11;

плоскость симметрии Z-Y: пуансон L32, L33, L34, L35, матрица L18, L19, L20, L21, L22, L23, прижим L41;

все номера линий, вводимых в строке окна «Element Size on Picked…», - 3,4,12,5,6,8,4,9,13,10,11,32,33,34,35,18,19,20,21,22,23,41

Пункт F. В появившемся окне «Element Sizes on Picked Lines» в строке NDIV No. of element divisions ввести количество сегментов - 3

Разбиение линий поверхностей формующего элемента.

Для этого выполнить пункты с B. по F. При этом:

Пункт D В появившемся окне «Element Size on Picked…» в строке ввести через запятую номера линий поверхностей формующих элементов оснастки:

пуансон L2, L31, L36, матрица L6, L17, L24;

все номера линий, вводимых в строке окна «Element Size on Picked…», - 2,31,36,6,17,24

Пункт F В появившемся окне «Element Sizes on Picked Lines» в строке NDIV No. of element divisions ввести количество сегментов - 6

H. Для подтверждения нажать «Ok».

I. Таким образом, разбиты все линии построенных поверхностей оснастки и заготовки.

Рисунок 20 - Разбиение линий построенных поверхностей

5.8.2. СОЗДАНИЕ СЕТКИ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Для удобства отобразить построенные поверхности и их номера (пункты 4.7.1.C и 4.7.1.I).

Сетка конечных элементов для заготовки

A. Задать атрибуты сетки для заготовки (рисунок 20).

Для этого открыть, если не открыто, окно «Mesh Tool», пункт 4.8.1.B.

Окно «Mesh Tool» > Element Attributes: > Global > Set

B. В появившемся окне «Meshing Attributes» в строке «[MAT] Material number» выбираем номер 1 (в общем случае первый номер стоит по умолчанию).

C. В строке «[REAL] Real constant set number» выбираем номер 1(в общем случае первый номер стоит по умолчанию).

D. Для подтверждения нажать «Ok».

Для определения геометрии сетки (рисунок 20):

E. Поставить точку перед «Quad».

Окно «Mesh Tool» > Shape: > Quad

F. Поставить точку перед «Mapped».

Окно «Mesh Tool» > Shape: > Mapped

G. Определить геометрический примитив, на который будет накладываться сетка.

Окно «Mesh Tool» > Mesh: > Areas (значение Areas стоит в первой строке меню Mesh: по умолчанию)

H. Для выделения поверхности с целью построения на ней сетки запустить окно «Mesh Areas».

Окно «Mesh Tool» > Раздел «Mesh:» > Mesh

I. Для построения сетки нужно выделить поверхность заготовки - A1, нажав на нее левой кнопкой мыши или ввести номер поверхности заготовки - 1 в строке окна «Mesh Areas» (рисунок 21).

J. Для подтверждения нажать «Ok».

Отобразить сетку конечных элементов заготовки (пункт 4.7.1.D). Позиционировать по необходимости.

K. Для сравнения результаты построения представлены в рабочем окне ANSYS.

Сетка конечных элементов для пуансона

Для удобства отобразить построенные поверхности (пункт 4.7.1.C).

Выполнить действия с 4.8.2.A по 2.8.2.J. При этом:

Пункт B. В появившемся окне «Meshing Attributes» в строке «[MAT] Material numbe» выбираем номер 2.

Пункт C. В строке «[REAL] Real constant set number» выбираем номер 2.

Пункт I. Для построения сетки нужно последовательно выделить поверхности пуансона A2, А4, А5, А6, А3.

При этом следует соблюдать следующий порядок выделения:

выделить поверхности A2, А4, А5, А6 или ввести номер поверхностей пуансона - 2,4,5,6 в строке окна «Mesh Areas».

L. В окне «Mesh Areas» нажать «Apply»;

выделить поверхность перехода дна пуансона к формующему элементу пуансона - A3 или ввести номер поверхностей пуансона - 3 в строке окна «Mesh Areas».

Сетка конечных элементов для матрицы

Для удобства отобразить построенные поверхности (пункт 4.7.1.C).

Выполнить действия с 4.8.2A по 4.8.2.J. При этом:

Пункт B. В появившемся окне «Meshing Attributes» в строке «[MAT] Material number» выбираем номер 3.

Пункт C. В строке «[REAL] Real constant set number» выбираем номер 2.

Пункт I. Для построения сетки нужно последовательно выделить поверхности матрицы A7, А9, А10, А11, А12, А13, А8.

При этом следует соблюдать следующий порядок выделения:

выделить поверхности A7, А9, А10, А11, А12, А13 или ввести номер поверхностей матрицы - 7,9,10,11,12,13 в строке окна «Mesh Areas»;

в окне «Mesh Areas» нажать «Apply» (пункт 4.8.2.L);

выделить поверхность перехода дна матрицы к формующему элементу матрицы - A8 или ввести номер поверхностей пуансона - 8 в строке окна «Mesh Areas».

Сетка конечных элементов для прижима

Для удобства отобразить построенные поверхности (пункт 4.7.1.C).

Выполнить действия с 4.8.2.A по 2.8.J. При этом:

Пункт B. В появившемся окне «Meshing Attributes» в строке «[MAT] Material number» выбираем номер 4.

Пункт C. В строке «[REAL] Real constant set number» выбираем номер 2.

Пункт I. Для построения сетки нужно нажать левой кнопкой мыши на поверхность прижима A14 или ввести номер поверхности прижима - 14 в строке окна «Mesh Areas».

Отобразить сетку конечных элементов заготовки (пункт 4.7.1.D). Позиционировать по необходимости.

M. Для сравнения результаты построения представлены в рабочем окне ANSYS.

Рисунок 21 - Создание сетки конечных элементов

5.9. СОЗДАНИЕ ИДЕНТИФИКАЦИОННЫХ ЧАСТЕЙ

Создание частей необходимо для идентификации элементов (рисунок 22).

Создание части на заготовку

Для создания части на заготовку необходимо выделить все элементы заготовки.

A. Через Utility Menu ANSYS LS_DYNA запустить окно «Select Entities».

ANSYS LS_DYNA Utility Menu > Select > Entities...

B. В первой строчке окна «Select Entities» выбрать Elements.

C. Во второй строчке окна «Select Entities» выбрать By Attributes (внешний вид окна «Select Entities» изменится).

D. В третьей строке ввести номер 1 (обозначение номера материала заготовки).

E. Для подтверждения нажать «Ok».

Отобразить сетку конечных элементов заготовки (пункт 4.7.1.D). При этом в рабочем окне останутся элементы, относящиеся к заготовке (точнее, к материалу заготовки).

F. Через ANSYS Main Menu запустить окно «Parts Data Written for LS-DYNA».

ANSYS Main Menu > Preprocessor > LS-DYNA Options > Parts Options

G. В окне «Parts Data Written for LS-DYNA» поставить точку напротив «Add Part».

H. Для подтверждения нажать «Ok».

I. В появившемся окне «Parts Data Written for LS-DYNA» в строке «Part ID Number» ввести номер 1 (номер-имя создаваемой части).

J. Для подтверждения нажать «Ok».

K. В появившемся окне «EDPART Command» прописаны номер и данные созданной части.

L. Закрыть окно «EDPART Command».

Создание части на пуансон

Для создания части на пуансон выполнить действия с пункта 4.9.A по пункт 4.9.L. При этом:

Пункт D. В третьей строке ввести номер 2.

Пункт I. В появившемся окне «Parts Data Written for LS-DYNA» в строке «Part ID Number» ввести номер 2.

Создание части на матрицу

Для создания части на матрицу выполнить действия с пункта 4.9.A по пункт 4.9.L. При этом:

Пункт D. В третьей строке ввести номер 3.

Пункт I. В появившемся окне «Parts Data Written for LS-DYNA» в строке «Part ID Number» ввести номер 3.

Создание части на прижим

Для создания части на прижим выполнить действия с пункта 4.9.A по пункт 4.9.L. При этом:

Пункт D. В третьей строке ввести номер 4.

Пункт I. В появившемся окне «Parts Data Written for LS-DYNA» в строке «Part ID Number» ввести номер 4.

«Фиксация» созданных частей

M. Через Utility Menu ANSYS LS_DYNA отобразить сетку конечных элементов всех объектов (отобразить все элементы).

ANSYS LS_DYNA Utility Menu > Select > Everything

Выполнить пункт 4.9.F.

N. В окне «Parts Data Written for LS-DYNA» поставить точку напротив «Create all parts». Для подтверждения нажать «Ok» (пункт 4.9.H).

O. В появившемся окне «EDPART Command» прописаны номер и данные всех созданных частей.

P. Закрыть окно «EDPART Command».

Рисунок 22 - Создание идентификационных частей

На этом этапе построения задачи следует сохранить базу данных (пункт 4.6.1). Сохранить созданную базу данных под именем Vit3.

5.10. ЗАДАНИЕ КОНТАКТНЫХ ПАР И КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ

В процессе формообразования происходит контакт между заготовкой и неподвижной или подвижной поверхностью инструмента или даже между элементами листа друг с другом. Математическая модель контакта включает в себя определение контакта-проникновения и наложение ограничений для предотвращения проникновения.

Задать тип контакта «поверхность о поверхность» - «автоматический» (рисунок 23).

A. Через ANSYS Main Menu запустить окно «Contact Parameter Definitions».

ANSYS Main Menu > Preprocessor > LS-DYNA Options > Contact > Define Contact

B. В появившемся окне «Contact Parameter Definitions» в разделе «Contact Type» в левом окне выбрать «Surface to Surf».

C. В разделе «Contact Type» в правом окне выбрать «Automatic (ASTS)».

D. В строке «Static Friction Coefficient» задать коэффициент трения - 0.12.

E. Для выбора контактной пары с заданными параметрами нажать «Ok».

Задать контактную пару заготовка-пуансон.

F. В появившемся окне «Contact Options» в строке «Contact Component or Part no.» выбрать часть под номером - 1.

G. В строке «Target Component or Part no. » выбрать часть под
номером - 2.

H. Для подтверждения нажать «Apply».

Аналогичным образом задать контактные пары заготовка-матрица, заготовка-прижим и прижим-матрица. Для этого выполнить пункты с E по H. При этом:

для контактной пары заготовка-матрица в пункте G ставить - 3.

для контактной пары заготовка-прижим в пункте G ставить - 4.

для контактной пары прижим-матрица в пункте F ставить - 4, а в пункте G ставить - 3.

I. В заключение для подтверждения нажать «Ok».

(Следует отметить, в некоторых случаях помимо коэффициента трения задаются коэффициент вязкостного трения и коэффициент демпфирования вязкости, а также учет изменения толщины в контактном алгоритме.)

Рисунок 23 - Задание контактных пар и коэффициента трения

5.11. ЗАДАНИЕ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ

Граничные условия задаются на узлы заготовки, лежащие в плоскости симметрии. В данном случае необходимо задать граничные условия для плоскости симметрии Z-X и для плоскости симметрии Z-Y (рисунок 24).

A. Через ANSYS Main Menu запустить окно «Apply U ,ROT on Nodes».

ANSYS Main Menu > Preprocessor > LS-DYNA Options > Constraints > Apply > On Nodes

Задать граничные условия для плоскости симметрии Z-X

B. После появления окна «Apply U ,ROT on Nodes» выбрать периодическим нажатием левой кнопки мыши все узлы заготовки, лежащие вдоль оси X.

Для удобства выделения позиционировать построенную сетку (пункт 4.7.1).

C. В окне «Apply U ,ROT on Nodes» для подтверждения нажать «Ok».

D. В появившемся окне «Apply U ,ROT on Nodes» в окне строки «Lab2 DOFs to be constrained» выделить UY, ROTX, ROTZ.

E. Для подтверждения нажать «Apply».

F. В результате на выделенных узлах высветятся стрелки, отображающие запрет на перемещение и вращение вдоль и вокруг заданных в пункте D осей координат.

Задать граничные условия для плоскости симметрии Z-Y

Для этого выполнить пункты с B по E. При этом:

в пункте B выбрать периодическим нажатием левой кнопки мыши все узлы заготовки, лежащие вдоль оси Y;

в пункте D в окне строки «Lab2 DOFs to be constrained» выделить UX, ROTY, ROTZ.

G. В заключение для подтверждения нажать «Ok».

H. В результате выделены узлы всех плоскостей симметрии.

Рисунок 24 - Задание граничных условий

5.12. ЗАДАНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Так как для реальных задач время процесса относительно велико, то это требует очень большого количества шагов по времени и возрастания вычислительных затрат. Для снижения времени счета скорость движения пуансона в математической модели существенно завышается. Можно также искусственно завысить плотность материала заготовки, что позволяет увеличить шаг по времени и провести полный расчет за обозримое время.

В качестве кинематических нагрузок зададим перемещение на пуансон и усилие на прижим. Для этого построить график перемещения от времени и график усилия от времени (рисунок 25).

Для построения графиков необходимо рассчитать время процесса формообразования. Пуансон переместится на 30 мм со скоростью 1000 мм/с, следовательно, время на перемещение составляет - 0.03 секунды.

Задание данных для времени, перемещения и усилия

Задать имя параметра для времени:

A. Через Utility Menu ANSYS LS_DYNA запустить окно «Array Parameters».

ANSYS LS_DYNA Utility Menu > Parameters > Array Parameters > Define/Edit…

B. В окне «Array Parameters» нажать «Add…».

C. В появившемся окне «Add New Array Parameter» в строке «Par Parameter name» задать имя для параметра времени - TIME.

D. Для подтверждения нажать «Ok».

Для задания имени параметра для перемещения необходимо выполнить пункты с B по D. При этом:

в пункте C в строке Par Parameter name задать имя для параметра перемещение - DISP.

Для задания имени параметра для усилия необходимо выполнить пункты с B по D. При этом:

в пункте C в строке «Par Parameter name» задать имя для параметра усилие - FORCE.

Задать табличные данные для времени:

E. В окне «Array Parameters» в разделе «Currently Defined Array Parameters: (Arrays larger than 3D not shown)» выбрать, выделив, строку с именем TIME.

F. В окне «Array Parameters» нажать « Edit…».

G. В появившемся окне «Array Parameter TIME» в разделе Selected: NONE во второй строке ставим значение времени - 0.03 (в первой строке оставляем 0 по умолчанию).

H. Для подтверждения в окне «Array Parameter TIME» в меню «File» выбрать «Apple/Quit».

Для задания табличных данных для перемещения необходимо выполнить пункты с E по H. При этом:

пункт E, в окне «Array Parameters» в разделе «Currently Defined Array Parameters: (Arrays larger than 3D not shown)» выбрать, выделив, строку с именем DISP;

пункт G, в окне «Array Parameter DISP» в разделе «Selected: NONE» во второй строке ставим значение перемещения - -0.03 (в первой строке оставляем 0 по умолчанию).

Для задания табличных данных для усилия необходимо выполнить пункты с E по H. При этом:

пункт E, в окне «Array Parameters» в разделе «Currently Defined Array Parameters: (Arrays larger than 3D not shown)» выбрать, выделив, строку с именем FORCE;

пункт G, в окне «Array Parameter FORCE» в разделе «Selected: NONE» в первой и во второй строке ставим - -10000.

I. Завершив ввод данных, для закрытия окна «Array Parameters» нажать «Close».

Построение графиков перемещения и усилия

J. Для построения графика перемещения через ANSYS Main Menu запустить окно «Specify Loads for LS-DYNA Explicit».

ANSYS Main Menu > Preprocessor > LS-DYNA Options > Loading Options > Specify Loads

K. В появившемся окне «Specify Loads for LS-DYNA Explicit» в окне раздела «Load Labels» выбрать RBUZ.

L. В строке «Component name or PART number» выбрать номер пуансона - 2.

M. В строке «Parameter name for time values» выбрать параметр времени - TIME.

N. В строке «Parameter name for data values» выбрать параметр перемещения - DISP.

O. Для подтверждения нажать «Apply».

Для построения графика усилия выполнить пункты с J по N. При этом:

пункт K, в окне раздела «Load Labels» выбрать RBFZ;

пункт L, в строке «Component name or PART number» выбрать номер прижима - 4;

пункт N, в строке «Parameter name for data values» выбрать параметр усилия - FORCE.

P. Для подтверждения нажать «Ok».

Рисунок 25 - Задание кинематических нагрузок

5.13. УЧЕТ HOURGLASS

Учет Hourglass позволяет избежать искривления сетки в процессе расчета (рисунок 26).

A. Через ANSYS Main Menu запустить окно «Define Hourglass Material Properties».

ANSYS Main Menu > Solution > Analysis Options > Hourglass Ctrls > Local

B. В окне «Define Hourglass Material Properties» в строке «Material Reference number» ставим номер материала заготовки - 1.

C. В разделе «Material Property Values» в строке «VAL1 Hourglass control type» ставим рекомендуемый коэффициент - 4.

D. В строке VAL5 Shell bending coefficient - 0.1

E. В строке «VAL6 Shell warping coefficient»t - 0.1 (в остальные строках оставляем значения, выставленные по умолчанию).

F. Для подтверждения нажать «Ok».

Рисунок 26 - Учет hourglass

5.14. ЗАДАНИЕ ВРЕМЕНИ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕССА

Время длительности процесса соответствует времени, рассчитанному в пункте 2.12, и составляет - 0.03 с (рисунок 27).

A. Через ANSYS Main Menu запустить окно «Solution Time for LS-DYNA Explicit».

ANSYS Main Menu > Solution > Time Controls > Solution Time

B. В окне «Solution Time for LS-DYNA Explicit» в строке [TIME] Terminate at Time: ставить - 0.03

C. Для подтверждения нажать «Ok».

Рисунок 27 - Задание времени длительности процесса

5.15. ЗАДАНИЕ ФОРМАТА БАЗЫ ДАННЫХ РАСЧЕТА

При расчете могут быть записаны две базы данных. Одна для просмотра результатов в ANSYS (такой файл пишется под расширением *.rst.), другая для просмотра результатов в LS_DYNA (такой файл пишется под названием d3plot).

Задать запись в двух форматах (рисунок 28).

A. Через ANSYS Main Menu запустить окно «Specify Output File Types for LS-DYNA Solver».

ANSYS Main Menu > Solution > Output Controls > Output file Types

B. В окне «Specify Output File Types for LS-DYNA Solver» в строке «Produce output for…» выбираем «ANSYS and LS-DYNA».

C. Для подтверждения нажать «Ok».

Рисунок 28 - Задание формата базы данных расчета

ЗАДАНИЕ КОЛИЧЕСТВА ШАГОВ РАСЧЕТА

Количество шагов примем равным - 100 (рисунок 29).

A. Через ANSYS Main Menu запустить окно «Specify File Output Frequency».

ANSYS Main Menu > Solution > Output Controls > File Output Freq > Number of Steps

B. В окне « Specify File Output Frequency » в разделе «[EDHTIME] Specify Time-History Output Interval:» в строке «Number of Output Steps» ввести количество шагов - 100.

C. Для подтверждения нажать «Ok».

Рисунок 29 - Задание количества шагов расчета

На этом этапе построения задачи следует сохранить базу данных (пункт 4.6.1). Сохранить созданную базу данных под именем Vit4.

5.16. ЗАПУСК ЗАДАЧИ НА РАСЧЕТ

Полученная база данных готова к расчету. Запустить базу на расчет (рисунок 30):

A. ANSYS Main Menu > Solution > Solve

Появилось два окна: «/STATUS Command» и «Solve Current Load Step».

B. Для подтверждения в окне «Solve Current Load Step» нажать «Ok».

C. Далее появляется окно решателя LS-DYNA «C:\WINDOWS\system32\cmd.exe».

Основные элементы управления расчетом

Рассмотрим основные команды управления расчетом.

D. Сочетание клавиш Ctrl > C приводит расчет в режим ожидания. При этом появляется строка для ввода команды.

Команда в виде сочетания клавиш s > w > 2 позволяет определить время расчета.

Команда в виде сочетания клавиш s > w > 1 позволяет досрочно прервать расчет.

E. По окончании расчета появляется окно с сообщением «Solution is done!», подтверждающее окончание расчета.

F. Для закрытия окна «Solution is done!» нажать «Close».

Рисунок 30 - Запуск задачи на расчет

На этом построение задачи и получение расчета завершено.

6.  ПРОСМОТР РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ В КОНЕЧНО- ЭЛЕМЕНТНОМ КОМПЛЕКСЕ ANSYS

Для просмотра результатов моделирования воспользуемся постпроцессором конечно-элементным комплексом ANSYS.

6.1. ГЕНЕРАЦИЯ ПОСТПРОЦЕССОРА ANSYS

Загрузить рассчитанную базу данных с разрешением «*.rst.». Если после решения задачи Вы вышли из ANSYS, необходимо, перед загрузкой расчетной базы, загрузить ту базу, которая запускалась на расчет. Это необходимо для отображения не только элементов заготовки, но и элементов оснастки (рисунок 31).

Загрузка построенной базы данных

A. Через меню рабочих иконок запустить окно «Open ANSYS Files».

B. В появившемся окне «Open ANSYS Files» выбрать последнюю, сохраненную при построении задачи, базу данных - «Vit4».

C. При этом имя выбранной базы данных пропишется в строке «Имя файла:».

D. Для загрузки выбранной базы данных нажать «Открыть».

Загрузка рассчитанной базы данных

E. Через ANSYS Main Menu запустить окно «Data and File Options».

ANSYS Main Menu > General Postproc > Data & File Options

F. В появившемся окне «Data and File Options» по умолчанию в окне «Data to be read» выбрано All items и в строке «Results file to be read» стоит точка напротив «Read single result file» (если нет, привести в соответствие). Нажать многоточие.

G. В появившемся окне «Открыть» выбрать рассчитанную базу данных с расширением *.rst - Vit4.rst.

H. При этом имя выбранной базы данных пропишется в строке «Имя файла:».

I. Для загрузки выбранной базы данных нажать «Открыть».

Рисунок 31 - Генерация постпроцессора ANSYS

6.2. ПРОСМОТР РАССЧИТАННЫХ ШАГОВ

Для просмотра количества шагов и времени каждого шага загрузить окно «SET.LIST Command» (рисунок 32).

A. Через ANSYS Main Menu запустить окно «SET.LIST Command».

ANSYS Main Menu > General Postproc > Results Summary

B. В появившемся окне «SET.LIST Command» в первом столбце «SET» прописано количество шагов (было рассчитано 102 шага).

C. Во втором столбце «TIME/FREQ» прописано время каждого шага.

Рисунок 32 - Просмотр рассчитанных шагов

6.3. ВЫБОР МАСШТАБА ОТОБРАЖЕНИЯ ГЕОМЕТРИИ

Для просмотра результатов необходимо установить величину истинных перемещений. Для установки величины истинных перемещений загрузить окно «Displacement Display Scaling» (рисунок 33).

A. Через Utility Menu ANSYS LS_DYNA запустить окно «Displacement Display Scaling».

ANSYS LS_DYNA Utility Menu > PlotCtrls > Style > Displacement Scaling …

B. В окне «Displacement Display Scaling» в разделе «DMULT Displacement scale factor» поставить точки напротив «1.0 (true scale)».

C. Для подтверждения нажать «Ok».

Рисунок 33 - Выбор масштаба отображения геометрии

6.4. ЗАГРУЗКА ВЫБРАННОГО ШАГА РАСЧЕТА

Для просмотра результатов необходимо прочитать один из рассчитанных шагов загруженной расчетной базы. Загружать шаг выделением нужного шага из списка вручную.

Загрузить 100-й шаг (рисунок 34).

A. Для загрузки шага через ANSYS Main Menu запустить окно «Results File: Vit4».

ANSYS Main Menu > General Postproc > Read Results > By Pick

B. В окне «Results File: Vit4» выделить сотый шаг.

C. Для чтения выбранного шага нажать «Read».

D. Для закрытия окна «Results File: Vit4» нажать «Close».

Рисунок 34 - Загрузка выбранного шага

6.5. ОТОБРАЖЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ

Для анализа результатов моделирования отобразить значения интенсивности напряжений и деформаций (рисунок 35).

Отобразить значения напряжений

A. Через ANSYS Main Menu запустить окно «Contour Nodal Solution Data».

ANSYS Main Menu > General Postproc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solu

B. В окне «Contour Nodal Solution Data» выделить строку напряжений по Мизесу - «von Mises stress».

Окно «Contour Nodal Solution Data» > Nodal Solution > Stress > von Mises stress

C. Для подтверждения нажать «Ok».

Отобразить значения деформаций

Выполнить пункты с A по C.

Пункт B. В окне «Contour Nodal Solution Data» выделить строку деформаций по Мизесу -« von Mises plastic strain».

Окно «Contour Nodal Solution Data» > Nodal Solution > Plastic Strain > von Mises plastic strain

D. Для сравнения эпюры распределения интенсивности напряжений представлены в рабочем окне ANSYS.

E. Для сравнения эпюры распределения интенсивности деформаций представлены в рабочем окне ANSYS.

Аналогичным образом осуществляется отображение эпюр распределения напряжений и деформаций по осям координат.

Рисунок 35 - Отображение значений напряжений и деформаций

Следует отметить, что расчет дает возможность для визуализации и анализа большего количества данных, и приведенные эпюры лишь часть из них.

6.6. ЗАВЕРШЕНИЕ РАБОТЫ В КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОМ КОМПЛЕКСЕ ANSYS

Выход из программы должен выполняться в следующей последовательности (рисунок 36):

A. Через Utility Menu ANSYS LS_DYNA (или нажать на крест в правом верхнем углу окна ANSYS LS_DYNA Utility Menu) запустить окно «Exit from ANSYS».

ANSYS LS_DYNA Utility Menu > File > Exit …

B. В появившемся окне «Exit from ANSYS» поставить точку напротив Quit - No Save! (в данном случае выходим из ANSYS без сохранения).

C. Для подтверждения и выхода из программы нажать «Ok».

Рисунок 36 - Завершение работы в конечно-элементном комплексе ANSYS

На этом этапе работа в конечно-элементном комплексе ANSYS завершена.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотрена методика анализа формоизменяющих операций листовой штамповки с использованием программного комплекса ANSYS\LS-DYNA.

Описаны особенности каждого этапа решения задачи, и показаны возможности программного комплекса в каждом из этапов.

Особое внимание уделено выбору моделей поведения деформируемого металла, которые наиболее полно раскрывают возможности анализа и корректны для операций штамповки из листа.

Показаны возможности постпроцессора программного комплекса для анализа полученных результатов и приведены его возможности.

Использование программного комплекса ANSYS\LS-DYNA показано на примере анализа операции осесимметричной вытяжки тонколистовой заготовки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Каплун, А.Б. ANSYS в руках инженера / А.Б.Каплун, Е.М.Морозов, М. А.Олферьева. - М.: Едиториал УРСС, 2003. - 272 с.

2. Сегерлинд, Л. Применение метода конечных элементов: пер. с англ. / Л.Сегерлинд. - М.: Мир, 1979. - 392 с.

3. Скрипачев, А.В. Инженерный анализ в листовой штамповке/ А.В.Скрипачев. Тольят. гос. ун-т. - Тольятти, 2004. - 90 с.

4. Чигарев, А.В. ANSYS для инженеров / А.В.Чигарев, А.С.Кравчук, А.Ю.Смалюк. - М.: Машиностроение-1, 2004. - 512 с.

5. Басов, К.А. ANSYS в примерах и задачах / К.А.Басов. - М.: КомпьютерПресс, 2002. - 224 с.

6. Басов, К.А. ANSYS: справочник пользователя / К.А.Басов. - М.: ДМК Пресс, 2005. - 640 с.

7. Бреббия, К. Методы граничных элементов / К.Бреббия [и др.] - М.: Мир, 1987. - 524 с.

8. Норри, Д. Введение в метод конечных элементов / Д.Норри, Ж. де Фриз. - М.: Мир, 1981. - 304 с.

9. Матвеев, С.А. Возможности конечно-элементного анализа при решении технологических задач обработки металлов давлением // С.А.Матвеев, В.С.Мамутов, К.М.Иванов. Обработка металлов давлением. - 2002. - № 8. - С.23-28.

10. Бузлаев, Д. В. Современные методы компьютерного моделирования процессов листовой штамповки // Д.В.Бузлаев. САПР и графика. - 2002. - № 6.- С.25-30.

Размещено на Allbest.ru