Модель: определение, назначение. Классификация моделей (стр. 5 )

DEFORM позволяет задать практически любое оборудование — это гидравлические прессы, молоты, винтовые прессы, кривошипные прессы, прокатные станы, причем, задав параметры всего оборудования, можно создать библиотеку оборудования данного предприятия или цеха. Специальные шаблоны помогают задавать сложные процессы (например, протяжка на молотах с учетом остывания, промежуточным нагревом и вращением заготовки).

Система DEFORM предоставляет широкие возможности для обработки результатов, оценки процесса на наличие дефектов (образование трещин, складок, незаполнение штампа и др.), анализа течения материала. Результаты включают график усилия, поля распределения напряжений, деформаций и температуры, причем они могут быть представлены графически и таблично. Наглядно показаны макро - и микроструктура изделия, движение отдельных точек материала. Уникальной является возможность визуализации трехмерной, «вмороженной» в материал сетки FLOWNET. Для создания отчетов результаты можно вывести в виде графиков, численных данных, твердых копий и анимации.

24. Перечислите исходные данные, необходимые для создания модели горизонтальной горячей прокатки в DEFORM-3D.

Толщина, ширина сляба. Температура выхода металла из печи. Диаметры бочек. Коэффициент трения. Коэффициент теплообмена. Материал. Профилировка валков. Режим обжатия. Скорости по клетям. Расстояния между клетями. Скорость перемещения сляба по рольгангу. Скорость в окалиноломателе. Расстояние от окалиноломателя до 1-ой клети.

25. Что позволяет исследовать компьютерное моделирование процессов ОМД методом конечных элементов?

DEFORM не замещает технолога — он является его инструментом. Как и прежде, по стандартным методикам на основе накопленного опыта разрабатывается технология изготовления того или иного изделия. Далее, при помощи программного комплекса DEFORM, технологию проверяет сам технолог на своем рабочем месте.

В отличие от реального производства, где результаты можно получить лишь через несколько месяцев, компьютерное моделирование позволяет сделать это уже через несколько часов или даже минут. При этом технолог может заглянуть «внутрь» процесса, что невозможно на производстве, проследить за течением материала, увидеть возможные дефекты (складки, зажимы, утяжены, незаполнения и пр.). Плюс к тому, DEFORM включает возможности исследовательской лаборатории и позволяет получить информацию о напряженно-деформированном состоянии поковки/штамповки на разных этапах деформирования, о распределении температуры, о макро - и микроструктуре, о напряжениях в инструменте, потребном усилии процесса деформирования и о многом другом.

Оперативно владея всей этой информацией, технолог лучше представляет себе данный технологический процесс, может оценить влияние на него различных параметров, видит возможные пути его исправления и оптимизации. Технолог может проверить десятки, а то и сотни вариантов технологического процесса и выбрать из них оптимальный с точки зрения затрат и качества.

программы LS-DYNA-моделирование математическими методами практически любых процессов ОМД (обработки давлением): горячая и холодная объемная штамповка, ковка, осадка, прессование, прокатка, профилирование, вытяжка, листовая штамповка, рубка и прочие;

-моделирование конечно-элементым анализом процессов удара, crash тестов, столкновения, проникновения и др.;

-моделирование численными методами быстродинамичных и быстропротекающих процессов;

расчеты на прочночть и динамический расчет.

Наши исследования позволяют определить:

-напряженно-деформированное состояние, как самой конструкции, так и формующего (ударного) элемента в любой точке модели и любой промежуток времени;

-критические, опасные зоны и участки модели в которых возможно возникновения разрушения или деформации конструкции;

-силовые, энергетические, деформационные, контактные величины при взаимодействии частей модели.

26. Какие задачи можно решить при моделировании напряженно-деформированного состояния инструмента в DEFORM-3D?

При моделировании в DEFORM-3D исследуется деформированное и напряженное состояние. С учетом указанной исходной информации в системе DEFORM последовательно решали задачи распределения интенсивности главных деформаций, напряжений, скоростей деформации и определения интегральных значений сил на исследуемый объект. Результаты решения отображаются на цветовых полях (эпюрах) распределения расчетных параметров (деформаций, напряжений, сил и т. п.)

Система DEFORM 3D позволила рассчитать абсолютные значения и характер изменения сил, воздействующих на исследуемый объект.

27. Что дает знание и умение применять на практике моделирования с помощью метода конечных элементов?

Знание и умение применять на практике моделирование с помощью МКЭ дает возможность проводить точный инженерный анализ, анализ течения металла при деформации, исправлять ошибки на базе проектирования, а не во время эксперимента, узнавать нужные размеры при проектировании, выбрать оптимальные размеры и форму модели, рассчитывать температурные изменения, находить слабые места и исправлять эту проблему. МКЭ проводится на моделях, а значит не обязательно чтобы исследуемый объект уже существовал, поэтому МКЭ применяют для исследования новых объектов (конструкций) на их надежность перед изготовлением или сборкой.

28. Как оценивается адекватность модели созданной в Deform 3D, реальному процессу ОМД.

29. В чем особенность построения модели напряженно-деформированного состояния инструмента в Deform-3D.

30. Перечислите этапы расчета напряженно-деформированного состояния инструмента, раскройте их основное содержание.

31. Как определяются граничные условия при создании 3D-модели напряженно-деформированного состояния инструмента в Deform-3D.

32. Классифицируйте конечные элементы, приведите примеры элементов, используемых для расчета напряженно­-деформированного состояния деталей механического оборудования.

33. Возможности программного комплекса DEFORM для моделирования технологических процессов

DEFORM позволяет моделировать практически все процессы, применяемые в обработке металлов давлением (ковка, штамповка, прокатка, прессование и др.), а также операции термической обработки (закалка, старение, отпуск и др.) и механообработки (фрезерование, сверление и др.).
DEFORM применяется по всему миру, как на промышленных предприятиях, так и в научно-исследовательских институтах и технических университетах, является самым распространенным программным комплексом для моделирования процессов обработки металлов давлением.

Возможности системы DEFORM

DEFORM позволяет моделировать пластическое течение материала для горячих, полугорячих и холодных процессов, причем это могут быть как изотермические, так и неизотермические процессы. Теплопередача между объектами и внутри них может быть проанализирована как отдельный процесс или совместно с процессом деформирования по сопряженной схеме. При расчете принимаются во внимание все факторы, влияющие на процесс штамповки: конвекция, излучение, тепловыделение при фазовых переходах и пластических деформациях, выделение тепла при трении, потери тепла в зоне контакта между заготовкой и инструментом, влияние температуры на коэффициент трения и термомеханические характеристики материала, влияние давления на трение и т. д.

В DEFORM нет ограничений на количество участвующих в процессе объектов — как деформируемых, так и деформирующих. Это позволяет моделировать даже самые сложные технологические операции с участием сборных заготовок и любого количества инструментов. При этом инструмент может быть неподвижным или перемещаться в любом направлении в зависимости от параметров заданного оборудования. Возможно моделирование таких современных технологических процессов, как обкатка или ротационная вытяжка. Инструмент может быть задан и абсолютно жесткий, и упругий, деформируемый. Для технологов очень важна возможность анализа прочности штампа. Эффективный одношаговый алгоритм позволяет сделать это как для жесткого, так и для упругого инструмента на любом шаге процесса. Возможен расчет нескольких инструментов, а также учет предварительного натяга в составном инструменте.

DEFORM позволяет задать практически любое оборудование — это гидравлические прессы, молоты, винтовые прессы, кривошипные прессы, прокатные станы, причем, задав параметры всего оборудования, можно создать библиотеку оборудования данного предприятия или цеха. Специальные шаблоны помогают задавать сложные процессы (например, протяжка на молотах с учетом остывания, промежуточным нагревом и вращением заготовки).

Система DEFORM предоставляет широкие возможности для обработки результатов, оценки процесса на наличие дефектов (образование трещин, складок, незаполнение штампа и др.), анализа течения материала. Результаты включают график усилия, поля распределения напряжений, деформаций и температуры, причем они могут быть представлены графически и таблично. Наглядно показаны макро - и микроструктура изделия, движение отдельных точек материала. Уникальной является возможность визуализации трехмерной, «вмороженной» в материал сетки FLOWNET. Для создания отчетов результаты можно вывести в виде графиков, численных данных, твердых копий и анимации.

34. Изложите методологию подготовки исходных данных, необходимых для моделирования объектов и процессов.

35. Как определяется характер взаимодействия между объектами и движение при моделировании процесса методом

конечных элементов? Приведите данные для моделирования процесса горячей прокатки.

36. Моделирование. Виды моделирования в металлургии.

37. Препроцессор, решатель и постпроцессор системы DEFORM-3D.

38. Этапы математического моделирования и их взаимосвязь

Важнейшим этапом моделирования является разделение входных параметров по степени важности влияния их изменений на выходные. Такой процесс называется ранжированием (разделением по рангам). Чаще всего невозможно (да и не нужно) учитывать все факторы, которые могут повлиять на значения интересующих нас величин yj. От того, насколько умело выделены важнейшие факторы, зависит успех моделирования, быстрота и эффективное гь достижения цели