3d_labs_RUS-Артех-2. Версия 01 Лабораторные работы

• Название: Версия 01 Лабораторные работы
• Дата: 28.04.2023
• Размер: 6.84 Mb.
• Имя файла: 3d_labs_RUS-Артех-2.pdf
• Тип: Документы; #1096273
• страница: 6 из 7

Процесс:
Ковка на молоте
Геометрия инструмента и заготовки дается симметрией 1/2 части.
Материал: DIN 41Cr4
Предварительный нагрев: 1300°C
Температура штампа: 90°C
Время теплообмена:
4 секунды
Энергия молота: 3.8e7 N-mm
Вес молота: 3000 N-s2/mm
Задержка между ударами: 0.5 секунды
Первый удар: 10% Макс. энергии
Второй удар: 25% Макс. энергии
Третий удар: 35% Макс. энергии
Четвертый удар: 45% Макс. энергии
Замечание на ковку на молоте:
Точное моделирование процесса свободной ковки на молоте, требует вышеупомянутогонормального количества данных о прессе, и некоторого дополнительного усилия при настройке расчета. Доступен шаблон молота, чтобы помочь при подготовке этих данных. Моделирование может быть упрощено, принимая скорость штампа постоянной.Это даст хорошую информацию о течении материала, и может использоваться, чтобы оценить полное потребное усилие, но не будет точно давать количество ударов, необходимых для производства детали. В этой работе процесс будет сначала настроен с использованием допущения постоянной скорости, затем будут даны указания для моделирования полного процесса.
10.2 Создание новой задачи
Создайте новую задачу, назовите ее Link.
Название операции: Steering Link
Активируйте теплопередачу и деформирование, система единиц СИ
10.3 Загрузка геометрии объектов
Объект 1: Заготовка: IDS_Link_Billet.stl
Объект 2: Верхний штамп: IDS_Link_Top.stl
Объект 3: Нижний штамп: IDS_Link_Bottom.stl
Заготовка пластичная. Инструменты жесткие.
10.4 Определение сетки заготовки
Сетка обрабатываемой детали имеет наибольшее влияние из всех параметров расчета на скорость расчета. Грубая сетка позволит увеличить время расчета, но поверхностное разрешение будет неполно. Больше количество элементов сетки увеличит поверхностное разрешение, но сделает это за счет скорости расчета. Вообще, особенности и дефекты, которые имеют тот же самый порядок или меньшие чем размер элемента, не будут захвачены.
DEFORM™-3D имеет два варианта настройки сетки:

ООО «Инжиниринговая компания Артех»
121552, Москва, ул. Оршанская д.3
Тел: [phone] www: www.artech-eng.ru
, mail: [e-mail]
76 1) Абсолютная сетка позволяет пользователю определить расположение сетки. Общее количество элементов сетки будет определено системой, но распределение останется постоянным.
2) Относительная сетка позволяет пользователю определить общее количество элементов.
Количество элементов останется, относительно постоянным, и поверхностное распределение изменится в процессе расчета.
Вообще, абсолютная сетка дает лучшие характеристики, потому что для желательного разрешения, моделирование использует меньше элементов в начале, и прибавляет элементы по мере необходимости, чтобы сохранить разрешение. Оба вида сетки предлагают адаптивное автоматическое измельчение сетки - более мелкие элементы используются в областях, где требуется большее разрешение.
10.4.1 Определение плотности сетки для оптимального разрешения
Общее правило - базировать определение сетки на размерах характерных особенностей инструментов. В этом случае, критические особенности - радиусы скругления, идущие от хвостовика в полости и скругления переходящие в мгновенный радиус. Эти скругления составляют примерно 2мм. Чтобы корректно обработать их, минимальный размерэлемента должен быть примерно 1/2 от этого размера, или 1мм.
После того, как выбрана абсолютная сетка, Минимальный размер элемента 1мм, и Коэффициент
отношения 3 должны быть установлены как параметры сетки для заготовки.
Весовые параметры устанавливают относительное влияние поверхностного искривления, деформации, скорости деформации, и температурного градиента на определении сетки. Более высокие веса на искривлении дадут лучшее граничное разложение. Измените Весовые факторы приблизительно на 0.9 для Кривизны поверхности и 0.1 и для Распределения деформации и для
Распределения скорости деформации.
Сначала создайте поверхностную сетку и затем полную сетку для заготовки. Будет создана сетка приблизительно содержащая 45 000 элементов. В каждой переразбивке, определенные абсолютные значения сетки сохраняться, так что общее количество элементов увеличится с увеличением геометрической сложности обрабатываемой детали.
10.4.2 Грубое определение сетки
Для быстрого взгляда на течение и нагрузку в расчете, для заготовки может быть определена грубая сетка. Грубая сетка не будет хорошо разрешать характерные особенности, но это часто полезно для быстрого взгляда на поведение потока, оценки нагрузки, и.т.д. Для этой задачи приемлем минимальный размер элемента 2мм или немного больший. С максимальным коэффициентом
отношения 3, это дает наибольший размер элемента 6мм. Объединение этих значений дает приблизительно 10 000 элементов.
10.5 Назначение температуры объектам
Установите температуру обрабатываемой детали 1300C и температуру штампов 90C. При моделировании, температура штампов останется постоянной - 90C. Так как их температура не изменяется, сетка на штампах не требуется.
10.6 Активация компенсации объема
Для заготовки наджите кнопку и установите активным Целевой Объем (Target Volume).
Нажмите кнопку для вычисления объема геометрии заготовки и объема сетки.. В основном,

ООО «Инжиниринговая компания Артех»
121552, Москва, ул. Оршанская д.3
Тел: [phone] www: www.artech-eng.ru
, mail: [e-mail]
77
объем сетки обычно меньше, чем объем геометрии. В случае использования объема геометрии как целевого объема DEFORM™ постепенно наращивает объем обрабатываемой детали назад к целевому. Использование объема сетки в качестве целевого заставит DEFORM™ сохранять постоянный объем. Когда спросят, используйте объем геометрии в качестве целевого.
10.7 Назначение перемещения
Для упрощенного расчета, мы назначим постоянную скорость верхнего штампа 150мм/с в направлении оси -Z. Также возможно производить моделирование молота, полное с теплопередачей между каждой операцией. Проведение полного расчета молота будет обсуждено позднее в этой работе.
10.8 Назначение граничных условий
Моделируется только половина тяги рулевого механизма. Чтобы описать симметрию, мы должны назначить граничное условие плоскости симметрии для конца части +x и теплообмена со средой ко всем поверхностям кроме конца части +x.
10.9 Назначение условий остановки
Расчет будет остановлен, когда части двух круглых особенностей будут находиться на расстоянии
11мм друг от друга.
В окне Параметры Расчета нажмите кнопку и перейдите на вкладку Расстояние между
инструментом. Выберите две точки (как показано ниже) щелкнув их в окне Экран. Задайте дистанцию по оси 11.0мм в качестве критерия остановки.
10.10 Назначение параметров шага

ООО «Инжиниринговая компания Артех»
121552, Москва, ул. Оршанская д.3
Тел: [phone] www: www.artech-eng.ru
, mail: [e-mail]
78
Полный ход будет приблизительно 40мм. Для суммарной мгновенной операции, разумны 200 временных шагов. Выбор этого числа не является критическим, потому что настройки субшагов будут управлять фактическим размером шага используемым при вычислении деформаций.
Назначьте значение ход/шаг 0.2 мм/шаг. Установите Верхний Штамп в качестве Главного инструмента.
ЗАМЕЧАНИЕ ДЛЯ ОЧЕНЬ БОЛЬШИХ ЗАДАЧ
При некоторых условиях, разреженный решатель имеет лучшую производительность чем решатель сопряженного градиента. В этой ситуации, система автоматически переключится между разреженным решателем и решателем сопряженного градиента. Для задач свыше
130 000 - 150 000 элементов, разреженный решатель может требовать более 1GB RAM, и производительность быстро снизиться. Чтобы избежать этого, DEFORM автоматически подавляет переключение на разреженный решатель для задач размером больше чем 140 000 элементов.
Если Ваш компьютер имеет объем RAM больше или меньше 1GB , Вы можете увеличить или уменьшить это число, создавая файл с названием SW2SP.DAT, содержащим число элементов для подавления этого переключения.
10.11 Импортирование данных материала
В окне Материал загрузите материал DIN41Cr4 из библиотеки материалов. После загрузки данных, температурные и пластические данные могут быть просмотрены с помощью кнопки
, находящейся за каждым из этих свойств.
10.12 Назначение граничных условий взаимодействия объектов
Обрабатываемая деталь должна быть подчинена обоим штампам. Используйте коэффициент трения
0.3 (типичный для горячей штамповки), и коэффициент теплообмена 5 (типичный для единиц СИ, когда штампы не разбиты). Не забудьте создать контактные граничные условия.
10.13 Запись базы данных и запуск расчета
Запишите базу данных и запустите расчет. Если Ваш компьютер многопроцессорный, Вы можете задать количество используемых процессоров. Из Главного окна кнопка Настройки. Позволит Вам активировать режим многопроцессорности. Нажатием на кнопку
. Устанавливается количество процессоров, используемых в расчете. Так же возможен запуск на многокластерных системах. За разнеснениями обратитесь к документации DEFORM или свяжитесь со службой технической поддержки.
10.14 Просмотр и сравнение результатов
Запустите расчет с грубой и мелкой сеткой. Сравните время расчета. В постпроцессоре сравните поверхностное разрешение, детально вокруг желоба.
Просмотр заполнения штампа
Есть несколько методов определения величины заполнения штампа в Постпроцессоре.
Узла, которые контактируют со штампом могут быть отображены выбором заготовки Дереве
Объектов и нажатием на кнопку для просмотра контакта.
Области незаполнения могут быть определены отсутствием контакта. Рассмотритедеталь на различных шагах, чтобы увидеть, что контакт развивается.

ООО «Инжиниринговая компания Артех»
121552, Москва, ул. Оршанская д.3
Тел: [phone] www: www.artech-eng.ru
, mail: [e-mail]
79
Чтобы дальше оценить заполнение штампа, деталь может быть разрезана на части. Нажмите кнопку для открытия окна Разрез, затем щелкните по желтой рамке вокруг объектов и выберите плоскость разреза.
Сделайте разрез сквозь больший "глаз" на детали. Обратите внимание на места между штампом и обрабатываемой деталью.
10.15 Запуск расчета молота
Чтобы запустить расчет моделирования молота с теплопередачей, моделируйте действия последовательно. Обратитесь к предыдущим лабораторным работам для уточнения запуска расчета теплопередачи или деформации.
Расчет 1: Теплообмен. 4 секундная задержка
Расчет 2: Первый удар. Энергия молота 10% от общего значения или 3.8e6. Используйте 1/2 этого значения (1.9e6), и 1/2 от значения массы (1500) так как за счет симметрии рассматривается 1/2 детали. Эффективность удара 80%.
Расчет 3: Теплообмен. Передвиньте верхний штамп вверх, инициализируйте контакт, и запустите расчет теплообмена на 1/2 секунды.
Расчет 4: Второй удар. Энергия молота 25% полного значения (4.75e6), масса 1500.
Расчет 5: Теплообмен - как и в 3.
Расчет 6: Третий удар. Энергия молота 35% общей (6.65e6), масса 1500.
Расчет 7: Теплообмен – как и в 3.
Расчет 8: Четвертый удар. Энергия молота 45% общей (8.55e6), масса 1500.
Контроль дистанции останова должен быть выключен. При расчете деформаций может быть

ООО «Инжиниринговая компания Артех»
121552, Москва, ул. Оршанская д.3
Тел: [phone] www: www.artech-eng.ru
, mail: [e-mail]
80 использован тот же самый ход за шаг (0.2mm), но при моделировании теплообмена должно использоваться время 0.1 секунда/шаг.
11. Держатель
11.1 Введение
11.2 Планирование расчета
11.3 Создание новой задачи
11.4 Загрузка геометрии объектов
11.5 Определение сетки заготовки
11.6 Определение граничных условий заготовки
11.7 Определение температуры заготовки
11.8 Загрузка данных материалов
11.9 Установка перемещения Верхнего штампа
11.10 Назначение параметров расчета

ООО «Инжиниринговая компания Артех»
121552, Москва, ул. Оршанская д.3
Тел: [phone] www: www.artech-eng.ru
, mail: [e-mail]
81
11.11 Запуск операции переноса от печи
11.12 Запуск операции задержки
11.12.1 Установка параметров расчета
11.12.2 Позиционирование заготовки
11.12.3 Назначение отношений между объектами
11.13 Запуск операции осадки
11.13.1 Установка параметров расчета
11.13.2 Позиционирование Верхнего штампа
11.13.3 Пересмотр отношений между объектами
11.13.4 Активация целевого объема
11.14 Запуск операции переноса
11.15 Запуск второй формовочной операции
11. Держатель
11.1 Введение
Это - вторая лабораторная работа, основанная на реальной части промышленного немецкого
Эталонного теста 1999 Ассоциации Промышленности Ковки. В этой части показывается расчет реальной задачи. В зависимости от технических средств и параметров настройки системы, эта задача будет считаться от нескольких часов до дня.
Процесс:
Ковка на механическом прессе
Геометрия инструмента и заготовки дается для 1/12 (30 0
) части:
Заготовка: Диаметр - 31.5мм, Высота - 67мм
Материал:
DIN
C35
Предварительный наргев:
1230C
Температура штампа: 80C
Перенос от печи: 7 секунд

ООО «Инжиниринговая компания Артех»
121552, Москва, ул. Оршанская д.3
Тел: [phone] www: www.artech-eng.ru
, mail: [e-mail]
82
Задержка на штампе:
0.7 секунды
Первая операция:
Осадка да 9.5мм
Перенос ко второму штампу:
3 seconds
Вторая операция:
Ковка.
11.2 Планирование расчета
Это - два действия ковки шага с относительно длинной временной задержкой между печью и прессом. Первая операция является простой и вряд ли вызовет трудности. Вторая операция более сложная, и результаты намного труднее предсказать, что делает расчет полезным. Есть три возможных варианта моделирования процесса:
Полный расчет в 3D, включая теплообмен, осадку и заключительную операции.Это прямой расчет, и точно передает температуру и распространение напряженийв обрабатываемой детали.
Расчет осадки в 2D, перенос данных в 3D, расчет вытяжки в 3D. 2Dоперации просто настраиваются и считаются очень быстро. Перенос данных в 3D требует использования утилиты конвертации из 2D в 3D, которая поставляется с DEFORM™. Как и полный расчет в 3D simulation, этот метод точно передает температуру и распределение напряжений в заготовке.
Создание геометрии осаженной детали CAD-системе и расчет только второй операции. Этот метод быстр, и требует меньшего количества усилия чем полный расчет, но температура и распределение напряжений не будет правильным,несоответствия сказываются на расчете усилия, и в некоторых случаях могут сказатьсяна поведении течения материала.
Для этой задачи мы используем полный расчет в 3D.
11.3 Создание новой задачи
Создайте новую задачу, назовите ее Gear_Carrier.
Название расчета: Gear Carrier
Название операции: Furnace Transfer (Перенос от печи)
Номер операцииr: 1
Включен только теплообмен
Система единиц СИ

ООО «Инжиниринговая компания Артех»
121552, Москва, ул. Оршанская д.3
Тел: [phone] www: www.artech-eng.ru
, mail: [e-mail]
83
11.4 Загрузка геометрии объектов
Объект 1:
Заготовка: IDS_GC_Billet.stl
Объект 2:
Верхний штамп: IDS_GC_Upset_Top.stl
Объект 3:
Нижний штамп: IDS_GC_Upset_Bot.stl
Заготовка пластичная, штамп - жесткий.
11.5 Определение сетки заготовки
Для подробного расчета мы должны поддерживать минимум 10 элементов по толщине изделия. Так как в конце процесса толщина изделия 9,5 мм, размер наибольшего элемента должен быть около
1мм.
Установка весовых факторов:
Кривизна поверхности
0.9
Температура
0.0
Распределение деформаций
0.1
Распределение скоростей деформаций
0.1
Для начальной сетки на недеформированной заготовке, для описания геометрии было бы достаточно сетки с размерами всех элементов 1mm. Разбейте заготовку, используя абсолютную сетку с Максимальный размер элемента = 1mm иКоэффициент отношения = 1. Эти параметры настройки сохраняют количество элементов вначале моделирования, когда геометрия относительно проста.
Позже в расчете, когда геометрия становится более сложной, Коэффициент отношения 1 не будет достаточно для точного описания геометрии. После того, как начальная твердая сетка сгенерирована, изменитеКоэффициент отношения на3, но не создавайте новую сетку.
Программа будет использовать эти новые параметры настройки (Коэффициент отношения = 3,
Минимальный размер элемента = 0.33mm, Максимальный размер элемента = 1mm) во время перегенерации сетки заготовки в ходе расчета, это позволит более точно описывать геометрию деформированной заготовки.
11.6 Определение граничных условий заготовки
Деформации: Для каждой из двух плоскостей симметрии заготовки примените граничное условие
Плоскость Симметрии.
Теплообмен: Назначьте граничное условие Теплообмен Со Средой для всех поверхностей, исключая плоскости симметрии.
11.7 Определение температуры заготовки
Установите температуру заготовки 1230°C. Установите температуру штампа 80°C.
11.8 Загрузка данных материалов
Импортируйте DIN-C15 из базы данных материалов (Категория Стали).
11.9 Установка перемещения верхнего штампа
Деталь формируется на механическом прессе с ходом 270мм и скоростью 85 ходов/минут (1.4 хода/секунду). Общий ход будет равен текущей высоте заготовки (67мм) минус конечная высота заготовки (9.5мм), или 57.5мм. Также, этот пресс имеет шатун, длинакоторого составляет 1500мм.
Для верхнего штампа, установите перемещение как