О методе конечных элементов. Методика анализа формоизменяющих операций листовой штамповки с использованием программного комплекса ANSYS\LS-DYNA. Анализ операции осесимметричной вытяжки тонколистовой заготовки. Отображение значений напряжений и деформаций.
Аннотация к работе
К деталям современной авиационно-космической техники, изготавливаемым из листа, к автокузовным деталям сложной пространственной формы предъявляются высокие требования по точности размеров, прочности и надежности в эксплуатации, металлоемкости и внешнему виду. Задача технолога состоит в том, чтобы спроектировать наиболее рациональный технологический процесс изготовления детали, с минимальным числом переходов, высоким коэффициентом использования материала, обеспечивающим получение изделия с заданными эксплуатационными характеристиками. Весьма большими возможностями в этом плане обладает программный комплекс ANSYS (продукт фирмы ANSYS Inc). ANSYS является универсальным так называемым «тяжелым» конечно-элементным пакетом, предназначенным для решения в единой среде (и на одной и той же конечно-элементной модели) различных инженерных задач: прочности, теплопроводности, электромагнетизма, гидрогазодинамики и пр. Для решения задач пластического деформирования металлов в программный комплекс ANSYS включен модуль ANSYS/LS-DYNA - полностью интегрированная в среду ANSYS всемирно известная программа для расчета высоконелинейных процессов - LS-DYNA. В качестве Processora для решения задачи используется решатель LS/DYNA. 1. О МЕТОДЕ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Метод конечных элементов является одним из наиболее современных и часто применяемых численных методов для анализа сложных деформационных и физических процессов. Создание геометрической модели, пригодной для решения методом конечных элементов. 3. Наиболее трудоемкий этап решения задачи с помощью метода конечных элементов - это создание конечно-элементной модели на стадии препроцессорной подготовки (preprocessor). Автоматическое построение сетки элементов не гарантирует от ошибок. Решение задачи пластического деформирования заготовки с помощью программного комплекса ANSYS/LS-DYNA при последующей обработке результатов может дать ответ на ряд конкретных технологических вопросов, таких как прогнозирование возможного разрушения заготовки либо образование складок при штамповке и т.д. ПРЕПРОЦЕССОРНАЯ ПОДГОТОВКА На стадии препроцессорной подготовки выполняется выбор типа расчета, построение модели и приложение нагрузок (включая и граничные условия). Например, пользователь определяет объемный примитив, а программа автоматически находит связанные с ним поверхности, линии и ключевые точки. В решении задач пластического деформирования листовых металлических материалов наиболее широко применяются следующие типы элементов: - Элементы категории Solid. Элементы категории Shell. Даже если материал не имеет выраженной площадки текучести, то в качестве предела текучести ?т выбирается условный предел текучести - определенный уровень напряжений, соответствующий некоторому критическому значению остаточной деформации образца (рисунок 1). СОЗДАНИЕ РАБОЧЕЙ ПАПКИ И ЗАПУСК ANSYS На диске «С» создать папку с именем «Vit». A. Прописать в строке путь к выбранной папке или выбрать путь, нажав «Browse…». D. Через ANSYS Main Menu запустить окно «Preferences for GUI Filtering» (рисунок 9). Для подтверждения нажать «Ok». В появившемся окне «Element Types» нажать «Add…» и запустить окно библиотеки элементов «Library of Element Types». C.