deep (1050955)
Текст из файла
CADFEM GmbH Official ANSYS, LS-DYNA3D and ADAMS Distributor
Моделирование процесса глубокой вытяжки
с последующим обратным пружинением
| Наименования продуктов, в которых данный пример может быть выполнен |
| Пример создан на основе методических материалов, представленных фирмами LSTC и ANSYS, Inc. Разработка и адаптация: Павел Моссаковский, инженер фирмы CADFEM GmbH Тел.: (095) 468-8175, тел./факс: (095) 913-2300, e-mail: cadfem@online.ru |
| Дисциплины | Прочность, большие пластические деформации, контактные условия, остаточные деформации | |
| Тип анализа | Трехмерный, динамический, физически и геометрически нелинейный | |
| Демонстрируются | Чтение геометрии из внешнего файла, создание КЭ сетки, задание начальных, граничных и контактных условий для явного (Explicit) решателя LS-DYNA3D, Explicit-Implicit анализ: упругая разгрузка после больших пластических деформаций. | |
1. Модель
На первом этапе (глубокая вытяжка) деформируемый металлический лист (sheet) помещен между жестко заделанной матрицей (die и inner die) и штампом (punch). Гидравлический привод обеспечивает заданную скорость VZ движения штампа. Лист фиксируется между матрицей (die) и прижимным кольцом (blankholder) заданием прижимного усилия FZ.
Н
а втором этапе (обратное пружинение) лист фиксируется по периметру, а рабочие инструменты удаляются.
Рис. 1
2. Подход
Использование явного решателя LS-DYNA3D на первом этапе обусловлено существенной физической и геометрической нелинейностью процесса глубокой вытяжки, характеризуемого протяженными контактными поверхностями и большими пластическими деформациями. На втором этапе (упругая разгрузка), напротив, естественно применение неявного решателя (ANSYS).
В силу симметрии рассматривается только четверть модели. Система координат – декартова прямоугольная. Тип конечных элементов для всех частей модели – оболочечные элементы SHELL163 (на втором этапе – SHELL181). Для оболочечных элементов принимается элементная формулировка Belytschko-Wong-Chiang (#10). Модель материала для листа – теория пластического течения с кинематическим билинейным упрочнением (BKIN). Инструменты задаются как абсолютно твердые (Rigid).
Единицы измерения: длина – mm, время – ms, масса – kg, сила – кN.
3. Пошаговое описание примера
| Краткое описание команд в GUI интерфейсе | Полный командный файл и комментарии | |
| Запуск ANSYS/LS-DYNA Run ANSYS/LS-DYNA | Запуск ANSYSIR.EXE из OS /filnam,deep1/title, deep drawing | |
| Шаг 1. Explicit анализ | ||
| Main Menu > Preferences>LS-DYNA Explicit | ||
| Вход в препроцессор | ||
| Main Menu > Preprocessor | /prep7 ! Запуск препроцессора | |
| Чтение геометрии | ||
| Utility Menu>Resume from> geom.db>OK | resu,geom,db ! Импортируем геометрию из бинарного файла ! geom.db. Размер листа в плоскости X-Y: 235mm X 235mm ! Толщина 1.6 mm | |
Задание типов элементов, реальных констант и свойств материалов | ||
Main Menu > Preprocessor >Element Type > Add/Edit/Delete >Add > LS-DYNA Explicit Thin Shell 163 > OK > Options>…Main Menu > Preprocessor > Material Props >Define MAT Model > ...Main Menu > Preprocessor > Real Constants > Add > …Main Menu > Preprocessor > Material Props >Define MAT Model > ...Main Menu > Preprocessor > Real Constants > Add > … | et,1,163,10 ! Тип элемента – Shell 163, формулировка –! Belytschko-Wong-Chiang (#10)! Задаем свойства листа (Sheet)mp,ex,1,70. ! Задаем модуль Юнга, Е=70.mp,dens,1,2.7e-4 ! Плотность принимается выше реальной для! ускорения расчетаmp,nuxy,1,.3 ! Задаем коэффициент Пуассона, nu=0.3tb,bkin,1 ! Модель материала – теория пластического! течения с билинейным упрочнениемtbdat,1,0.06 ! Предел текучести по напряжениям = 0.06tbdat,2,0.1 ! Касательный модуль = 0.1r,1,5/6,5,1.6 ! Для листа принимаем 5 точек интегрирования по! толщине оболочки, толщина = 1.6 mm! Задаем свойства инструментов (Punsh,Die, Blankholder)*do,i,2,4 ! Цикл на языке APDLmp,ex,i,70.mp,dens,i,2.7e-4mp,nuxy,i,.3r,i,5/6,3,1,1,1,1 ! 3 точки интегрирования по толщине = 1 mm*enddoedmp,rigid,2,4,7 ! punch ! Разрешаем толькоedmp,rigid,3,4,7 ! blankholder ! вертикальные смещенияedmp,rigid,4,7,7 ! die : запрещаем все DOF | |
Построение КЭ сетки для листа (Sheet) | ||
Main Menu > Preprocessor > Meshing>Mesher Opts>…Utility Menu > Select > Entites > Areas >By Attributes>Material Num> ...Main Menu > Preprocessor > Meshing >Size Cntrls >Global>Size> ...Main Menu > Preprocessor > Meshing >Mesh>Areas>Mapped> ... | mshkey,1 ! Используем Mapped Meshingasel,s,mat,,1 ! Выбираем поверхность листаesiz,7 ! Задаем max линейный размер элемента = 7 mmamesh,all ! Строим КЭ сетку для листа | |
Построение КЭ сетки для штампа (Punch) | ||
Utility Menu > Select > Entites > Areas >By Attributes>Real Set Num> ...Main Menu > Preprocessor > Meshing >Size Cntrls >Global>Size> ...Main Menu > Preprocessor > Meshing >Size Cntrls>Lines>Picked Lines> …Main Menu > Preprocessor > Meshing >Mesh>Areas>Mapped> ...Main Menu > Preprocessor > Meshing >Mesh>Areas>Free> ...Main Menu > Preprocessor > Meshing>Mesher Opts>…Main Menu > Preprocessor > Meshing >Mesh>Areas>Target Surface> ... | asel,s,real,,2 ! Выбираем поверхности штампаesiz,20lesiz,14,,,16 ! Задаем плотности равномерного разбиения линийlesiz, 9,,, 6 ! ## 14, 9, 30, 34, 36 на 16, 6, 8, 4, 8 частейlesiz,30,,, 8 ! соответственноlesiz,34,,, 4lesiz,36,,, 8amesh,4,5 ! Mapped Meshing поверхностей 4 и 5mshkey ! Устанавливаем Free Meshingamesh,13 ! Free Meshing поверхности 13mshkey,2 ! Используем Mapped Meshing, если возможно; иначе! – free Meshingamesh,all ! Завершаем построение КЭ сетки для Punch | |
Построение КЭ сетки для прижима (Blankholder) | ||
Utility Menu > Select > Entites > Areas >By Attributes>Real Set Num> ...Main Menu > Preprocessor > Meshing >Size Cntrls >Global>Size> ...Main Menu > Preprocessor > Meshing >Size Cntrls>Lines>Picked Lines> ...Main Menu > Preprocessor > Meshing >Mesh>Areas>Free> ... | asel,s,real,,3 ! Выбираем поверхность Blankholderesiz,40lesiz,54,,, 4lesiz,55,,, 3lesiz,56,,, 8lesiz,64,,, 3lesiz,65,,, 3mshkeyamesh,all | |
Построение КЭ сетки для матрицы (Die) | ||
Utility Menu > Select > Entites > Areas >By Attributes>Real Set Num> ...Main Menu > Preprocessor > Meshing >Size Cntrls>Lines>Picked Lines> ...Main Menu > Preprocessor > Meshing >Mesh>Areas>Mapped> ... | asel,s,real,,4 ! Выбираем поверхности Die и Inner Diemshkey,2lesiz,39,,, 4lesiz,41,,, 8lesiz,43,,, 3lesiz,47,,, 8lesiz,51,,, 3lesiz,62,,, 3lesiz,16,,,16lesiz,19,,,3amesh,all | |
Создание идентификаторов ( PART)При задании нагрузок, контактных связей и др. LS-DYNA3D оперирует упорядоченными тройками Num Elem, Num Mat, Num Real Set, обозначаемыми как Part | ||
Main Menu> Preprocessor > LS-DYNA Options >Input File/Parts>Parts data>… | edwrite,pcreate ! Создаем Parts: 1 – Sheet, 2 – Punch,! 3 – Blankholder, 4 - Die | |
Постановка граничных условий | ||
Задание условий симметрии для листа | ||
Utility Menu > Select > Entites > …Main Menu> Preprocessor > Loads >Constraints>Apply>-Symmetry B.C.->…Utility Menu > Select > Entites > …Main Menu> Preprocessor > Loads >Constraints>Apply>-Symmetry B.C.>…Utility Menu > Select >Everything | esel,s,mat,,1 ! Выбираем узлы деформируемого листа,nsle ! расположенные в плоскости YZ (линия #4)nsel,r,loc,xd,all,ux,,,,,roty,rotz ! xz symmetry : исключаются ux, roty, rotznsle ! Выбираем узлы деформируемого листа,nsel,r,loc,y ! расположенные в плоскости YZ (линия #5)d,all,uy,,,,,rotx,rotz ! xz symmetryalls ! Выбираем все | |
Задание нагрузок как функций от времени | ||
Задание вертикальной скорости движения штампа | ||
| Utility Menu > Parameters >Scalar Parameters>… Utility Menu > Parameters >Array Parameters>… Main Menu> Preprocessor > Loads >Specify Loads>… | endtime=100.0 ! Активное время движения штампа = 100 mszmove=85.0 ! Конечное вертикальное смещение штампа =85 mmnstep=25*afun,radpi=3.1415927*dim,vtime,array,nstep*dim,vload,array,nstep*do,i,1,nstep ! Задание синусоидального закона измененияt=(i-1)*endtime/(nstep-1) ! скорости с использованием элементовvtime(i)=t ! языка APDLvload(i)=-zmove/2*pi/endtime*sin(pi/endtime*t) ! Скорость штампа*enddoedload,add,rbvz,,2,vtime,vload ! Задаем движение штампа | |
Задание прижимного усилия | ||
| Main Menu> Preprocessor > Loads >Specify Loads>… | *dim,ftime,array,2*dim,fload,array,2ftime(1)= 0.0,200.0fload(1)=-10.0, -10.0 ! Задаем постоянную силу прижима FZ,edload,add,rbfz,,3,ftime,fload ! равную 10 KN | |
Задание контактных условий | ||
Во всех контактных условиях используется один и тот же контактный алгоритм: Поверхность-Поверхность с учетом изменениятолщины листа (коэффициент трения покоя = 0.1, верхняя граница вязкого трения = 0.1, демпфирующий фактор = 10%) | ||
Main Menu> Preprocessor LS-DYNA Options >Contact Optns>Contact Param>…Main Menu> Preprocessor LS-DYNA Options >Contact Optns>Contact Controls>…Main Menu>Solution> LS-DYNA Controls >Default Cntrls>Shell Elem Cntrls>…Main Menu>Solution> LS-DYNA Controls >Control Options>… | edcgen,sts,1,2,0.1,,,0.1,10. ! sheet-punchedcgen,sts,1,3,0.1,,,0.1,10. ! sheet-blankholderedcgen,sts,1,4,0.1,,,0.1,10. ! sheet-dieedcontact,,,,1 ! Учет толщины листа в контактном алгоритмеedshell,,,1 ! Учитываем изменение толщины листаedenergy,1,,1 ! Учитываем Hourglass и Sliding диссипации! энергии | |
Управление счетом и задание выходных данных для постпроцессинга | ||
Main Menu>Solution> LS-DYNA Controls >Control Options>…Main Menu>Solution> LS-DYNA Controls >File Control>Output Files>…Main Menu>Solution> LS-DYNA Controls >Damping Optns…>System Damping Constant | time,100.0 ! Задаем время окончания первого (Explicit) этапаedrst,100 ! Задаем Output steps (расширенный вывод! результатов)edhtime,100 ! Задаем Time-History Output stepsedout,glstat ! Указываем информацию о выводе величинedout,matsum ! в Time-History Postprocessor, в частности,! подлежащую контролю величину энергии Hourglassig modeseddamp,,,0.4 ! Задаем демпфирующий коэффициентsavefinish | |
Запуск решателя LS-DYNA3D | ||
| Main Menu>Solution> Solve>… | /solusolvefinish | |
Просмотр результатов расчета Explicit этапа решения (PostProceccing) | ||
Основными контролируемыми величинами в процессе глубокой вытяжки являются разнотолщинность и остаточные напряженияв продеформированном листе. Выведем эти характеристики после каждого этапа решения. | ||
| Main Menu>General Postproc>Last Set Utility Menu > Select > Entites > … Input>Pick a menu item>etable,thick,nmisc,4 Main Menu>General Postproc>Element Table>Plot Element Table> OK | /post1 ! Входим в General Postprocessor/dscale,,1 ! Устанавливаем истинные перемещенияset,last ! Считываем последний подшагesel,s,mat,,1 ! Выбираем узлы только деформируемого листа! Выводим значение толщин в деформированном листеetable,thick,nmisc,4 ! Толщины в ANSYS можно просмотретьpletab,thick,avg ! с помощью команды ETABLE | |
M ain Menu>General Postproc>-Contour Plot> Nodal Solution>Stress>von Mises | plnsol,s,eqv,0,1 ! Вывод значений эквивалентных напряжений! по Мизесу | |
Шаг 2. Implicit анализ | ||
Utility Menu>Select>… | ksel, s,,,16 ! Создаем узловой компонент To_Implnslk ! для последующего Implicit этапаcm, To_Impl, nodeallssave | |
Start ANSYS/LS-DYNA | ||
Utility Menu>File>Clear/Start New>…Utility Menu>File>Change Jobname…>deep2Utility Menu>File>Resume from…>deep1 | /filename,deep2 ! Меняем Jobname=deep2/title, springbackresume,deep1,db,,0 ! Считываем базу с предыдущего шага | |
Main Menu>Preprocessor>Element Type>Swith Elem Type>OKMain Menu>Preprocessor>Material Props>Data Tables>Delete>OKMain Menu>Preprocessor>Checking Cntrls>Shape Checking>OFF>OKUtility Menu>Select>…Main Menu>Preprocessor>-Modeling>Update Geom..>deep1.rst>OKMain Menu>Preprocessor>Loads>Apply>Other>Import Stress>deep1.rst>OKMain Menu>Preprocessor>Loads>Apply>Displacement>…Main Menu>Solution>Analysis Option>Large deform effects> on>OKMain Menu>Solution>-Solve-> Current LS> OK | /prep7etchg, eti ! Переключаем элементы 163 181 (Explicit Implicit)tbdele, bkin, all ! Убираем нелинейные модели материаловshpp, off ! Отключаем проверку формы элементовesel,s,mat,,1 ! Выбираем элементы и узлыnsle ! деформируемого листаupgeom, 1, last, last, deep1, rst ! В качестве начальной геометрии! выбирается финальная геометрия с Explicit шагаfinish/solurimport, dyna, stress, elem, last, last, deep1, rst ! Импортируем! начальные напряжения из финального Explicit шагаd, To_Impl, uz ! Исключаем движение листа как твердого! телаnlgeom, on ! Активизируем опцию больших перемещенийsolve ! Запуск Implicit решателя и получение решенияsavefinish/post ! Дальнейшие действия по постпроцессингу! аналогичны сделанным на первом этапе решения | |
CADFEM GmbH, ZENTRALE GRAFING, MARKTPLATZ 2 , D-85567, GRAFING B.MUNCHEN, TEL:(08092) 7005-0; FAX: (08092) 7005-773
Представительство CADFEM GmbH, офис 1703, 77, Щелковское шоссе, Москва, 107497, Россия
Тел:(095) 468-81-75 Тел/факс: (095) 913-23-00 E-mail: cadfem@online.ru http://www.cadfem.ru 6
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
