تبلیغات
سیمرغ سعادت(بانک اطلاعاتی در مورد گزارش کار،تحقیق،آموزشی،مقاله،پروژه،پایان نامه،و...) - برگشت فنری(بخش 1) Spring Back
----------------------------------- ---------------------------------------
پنجشنبه 21 اسفند 1393

برگشت فنری(بخش 1) Spring Back

   نوشته شده توسط: ادریس    نوع مطلب :تحلیل با آباکوس(abaqus) ،



 
>translator
Powered by Translate
>translator
 undefined 
Bookmark and Share

برگشت فنری یکی از مشکلات رایج در فرایندهای شکل دهی به حساب می آید. این پدیده در مرحله باربرداری و آزاد شدن بخشی از کرنشهای الاستیک اتفاق می افتد. بنابراین ابتدا باید مرحله بارگذاری به صورت کامل انجام شود و پس از آن به منظور شبیه سازی پدیده برگشت فنری، مرحله باربراری نیز مدلسازی شود. در ادامه نحوه شبیه سازی مرحله بارگذاری و برگشت فنری توضیح داده خواد شد. مسئله مورد بررسی، شبیه سازی فرایند کشش عمیق است که یکی از فرایندهای رایج در صنعت شکل دهی می باشد.

01_abaqus_springback


ماژول part

ورق مورد استفاده دارای طول300mm، عرض35mm و ضخامت0.78mm است که سایر جزئیات هندسی فرایند به صورت شکل می باشد.

02_abaqus_springback_definition

به دلیل تقارن مسئله، تنها نیمی از اجزا را مدلسازی می کنیم. از مسیر part >>> create قطعات را با توجه به شکل 2 ایجاد کنید. برای مدل سازی ورق از حالت 2D و deformable استفاده کنید و سایر ابزار شامل هولدر، قالب و سنبه را نیز به صورت analytical rigid درنظر بگیرید.


ماژول property

خواص مکانیکی و پلاستیک ورق به ترتیب به صورت جداول 1 و 2 می باشد.

جدول1- خواص مکانیکی ورق

Density (ton/mm3) Poisson ratio Yield Stress (MPa) Young Modulus (GPa)
7800e-12 0.3 460 201

جدول2- خواص پلاستیک ورق

Plastic Strain Yield Stress (MPa)
0 460
0.05 595.86
0.1 663.1
0.15 716.95
0.2 763.6

 

در این ماژول، ابتدا از مسیر material >>> create پنجره ای به نام edit material باز می شود. در قسمت General >>> density مقدار چگالی را وارد کنید و از مسیر mechanical >>> elasticity >>> elastic مقدار مدول یانگ و ضریب پواسون را وارد کنید. برای تعریف خواص پلاستیک ماده نیز مسیر mechanical >> plasticity >>> plastic را دنبال کنید.

نرم افزار آباکوس برای اطلاعات ورودی واحد خاصی درنظر نمی گیرد. این شما هستید که بسته به واحد مطلوب خود برای نتایج خروجی، می بایست واحدها را از همان ابتدا درنظر بگیرید و اطلاعات خود را بر اسا آن وارد آباکوس کنید. مثلا اگر شما می خواهید که نتایج خروجی تنش برحسب MPa باشند باید هرکجا نیرو داشتید، نیرو را بر حسب نیوتن و طول را برحسب میلی متر وارد کنید تا نسبت N/mm2 به شما MPa را بدهد. همچنین اطلاعات تنشی (مثلا خواص پلاستیک و مدول یانگ) را برحسب مگاپاسکال وارد نمایید. بدیهی است که درصورتی که همه اطلاعات را برحسب استاندارد SI وارد کنید، یعنی برای نیرو واحد نیوتن و برای طول واحد متر را درنظر بگیرید، نتایج خروجی برحسب پاسکال(Pa) بدست می آید.

حالا باید برای خواص تعریف شده در قسمت قبل یک section تعریف کنید. این کار را از مسیر section>> create و انتخاب گزینه های solid و Homogeneous انجام دهید. سپس گزینه continue و OK را بزنید.

حالا باید خواص تعریف شده برای section را به ورق اختصاص دهید. این کار از مسیر assign>>section و انتخاب ورق با نشانگر موس انجام دهید. اگر این کار را درست انجام دهید، مطابق شکل ورق به رنگ سبز نغییر رنگ می دهد.

03_abaqus_springback_material

در نرم افزار آباکوس برای جسم های صلب خواص مکانیکی تعریف نمی کنیم. فقط برای اعمال شرایط مرزی، یک نقطه مرجع (reference point) تعریف می کنیم. درواقع، نقطه مرجع نقطه ای است که نماینده تمام نقاط جسم صلب می باشد. با اعمال شرط مرزی به این نقطه، شرط مرزی برای همه نقاط آن جسم درنظر گرفته می شود. این نقطه را در ماژول های مختلفی می توان تعریف کرد ولی بهتر است در ماژول property تعیین شود.

برای سایر جسم های صلب (سنبه، هولدر و قالب) از مسیر tools >> reference point یک نقطه مرجع برای هرکدام از آنها انتخاب می کنیم. با انتخاب این گزینه، نرم افزار نقاطی را به شما پیشنهاد می دهد. شما می توانید یکی از آنها را به صورت مستقیم از روی شکل انتخاب کنید یا می توانید مختصات نقطه موردنظر را در کادر پایین صفحه وارد نمایید.


ماژول Assembly

در این ماژول، قطعات تولید شده در ماژول part را برای انجام تحلیل موردنظر وارد می کنیم و درصورت نیاز آنها را به مونتاژ   می کنیم. برای این کار از طریق مسیر instance >> create و انتخاب قطعات موجود، آنها را به صورت dependent وارد محیط نرم افزار می کنیم .

04_abaqus_springback_assembly

در صورتی که در ماژول part قطعات را در مکان هندسی موردنظر ترسیم نکرده باشید، هنگام وارد کردن آنها به این ماژول بعضی قطعات روی هم قرار می گیرند. برای تنظیم آنها و قرار دادن آنها در مکان موردنظر، می توانید از گزینه های translate و translate to در مسیر instance در نوار ابزار بالای صفحه استفاده کنید. شکل نهایی قطعات مونتاژ شده به صورت شکل می باشد.

05_abaqus_springback_assembly


ماژول Step

در این ماژول، نوع تحلیل را مشخص می کنیم. بسته به شرایط کاری مسئله، تعداد این استپ ها می توانند یکی یا بیش از یکی باشند. برای مسئله مورد بررسی از تحلیل Dynamic, Explicit استفاده شده است. از آنجایی که می خواهیم با شروع فرایند، ابتدا هولدر به ورق اعمال نیرو کند و پس از آن سنبه پایین بیاید و ورق را خم کند، بنابراین از مسیر step >> create دو استپ از نوع Dynamic, Explicit ایجاد می کنیم. مقدار time period را 0.01 درنظر بگیرید و گزینه Nlgeom را در حالت on قرار دهید تا اثرات غیرخطی را نیز درنظر بگیرد.


ماژول Interaction

یکی از مهم ترین قسمت ها در تحلیل های تماسی (فرایندهایی که سطوح، در تماس با یکدیگر هستند)، تعریف تماس بین اجزای درگیر با یکدیگر می باشد. این کار در ماژول interaction انجام می شود. در مسئله کشش عمیق مورد بررسی، سطوح در تماس با هم شامل ورق-هولدر، ورق-سنبه و ورق-قالب می باشد. در اینجا نحوه تعریف تماس بین ورق و سنبه توضیح داده می شود. برای بقیه حالت ها این روند به صورت کاملا مشابه انجام می شود. در ابتدا باید اصطکاک بین سطوح را تعریف کنیم. برای این منظور از مسیر interaction >> property >>> create گزینه contact را انتخاب می کنیم. با انتخاب گزینه continue در پنجره باز شده از مسیر mechanical >>> tangential behavior در قسمت friction formulation گزینه penalty را انتخاب و سپس در قسمت friction coeff مقدار ضریب اصطکاک را 0.13 وارد می کنیم. اکنون از مسیر interaction >>> createstep را بر روی حالت initiate بگذارید تا تماس را از همان ابتدا درک کند و سپس گزینه surface-to-surface contact (Explicit) را انتخاب کنید. با کلیک کردن بر روی سطح مورد نظر، مطابق شکل-5 دو سری علامت صورتی و زرد رنگ ایجاد می شود که با توجه به سمتی که در تماس با سطح دیگر است، باید رنگ مورد نظر در پایین صفحه را انتخاب کنید. مثلا در مثال کشش عمیق مورد بررسی با توجه به شکل-5 مشخص است که باید رنگ زرد را انتخاب کنید. بنابراین گزینه Yellow را انتخاب می کنید. در مرحله بعد با انتخاب گزینه surface در پایین صفحه حالا باید سطحی از ورق در در طی فرایند در تماس با سنبه قرار دارد (یعنی سطح فوقانی) را انتخاب کنید و در پنجره باز شده بر روی گزینه OK کلیک کنید. لازم به ذکر است که برای تعریف تماس حتما باید جسم صلب (سنبه، هولدر و قالب) به عنوان جسم اول انتخاب شود و پس از آن ورق.

09_abaqus_springback_contact


ماژول Load

در این ماژول به تعریف شرایط مرزی می پردازیم. در ابتدا از مسیر BC >> create گزینه holder force را به عنوان step، mechanical رابه عنوان category قرار می دهیم و گزینه Symmetry/antisymmetry را انتخاب می کنیم. سپس سمت چپ ورق را انتاخب می کنیم و گزینه XSYMM را انتخاب می کنیم و به این ترتیب شرط تقارن برای ورق تعریف می شود. برای تعریف شرط مرزی قالب، مطابق بالا عمل می کنیم و با این تفاوت که در این حالت باید نقطه مرجع (reference point) قالب را انتخاب می کنیم. همچنین چون می خواهیم قالب در حین انجام فرایند کشش عمیق، قالب هیچ گونه حرکتی نداشته باشد گزینه ENCASTRE را انتخاب می کنیم.

با پایین آمدن سنبه در حین فرایند کشش عمیق و وارد کردن فشار به ورق، سمت دیگر کمی به سمت بالا حرکت می کند و هولدر را به سمت بالا حرکت می دهد. بنابراین هولدر باید قابلیت جا به جا شدن را راستای عمودی را داشته باشد. بنابراین از مسیر BC>> Create و انتخاب Step-1 در پنجرهstep شرط مرزی را به صورت شکل اعمال می کنیم.

06_abaqus_springback_BC

برای سنبه نیز با دنبال کردن مسیری مشابه حالت قبل و انتخاب step-1 در کادر step، مقدار 70- میلی متر جا به جایی را برای سنبه درنظر می گیریم.

07_abaqus_springback_BC

نکته ای که باید توجه شود این است که در نرم افزار آباکوس برای حالت explicit نمی توان جا به جایی تعریف کرد ولی سرعت را می توان. به این معنی که برای جا به جایی -70mm تعریف شده، باید یک دامنه (amplitude) تعریف کرد تا این جا به جایی در یک بازه زمانی اعمال شود. برای تعریف دامنه می توان در همان پنجره باز شده گزینه create جلوی amplitude را انتخاب کنید. حالا در پنجره باز شده گزینه smooth step را انتخاب کنید و پنجره باز شده را مطابق شکل8 کامل کنید. بدیهی است که اعداد ستون اول بیانگر ابتدا و انتهای بازه زمانی مورد نظر می باشد و وجود عدد 0.01 به دلیل این است که زمان تایم پریود در ماژول استپ برابر با این مقدار در نظر گرفته شده بود.

08_abaqus_springback_amplitude

همچنین، هولدر در حین انجام فرایند، نیرویی به اندازه 30KN بر روی ورق وارد می کند. برای این کار از مسیر load>>create مطابق شکل7 گزینه concentrated force را انتخاب می کنیم. پس از آن با انتخاب نقطه مرجع هولدر، در پنجره باز شده مقدار 30000 را وارد می کنیم.یادمان نرفته است که چون می خواهیم نتایج تنش خروجی برحسب مگاپاسکال باشد، باتوجه به اینکه ابعاد را برحسب میلی متر وارد کردیم، نیرو را باید برحسب نیوتون وارد کنیم.

10_abaqus_springback_load


>



برچسب ها: برگشت فنری(بخش 1) برگشت فنری یکی از مشکلات رایج در فرایندهای شکل دهی به حساب می آید. این پدیده در مرحله باربرداری و آزاد شدن بخشی از کرنشهای الاستیک اتفاق می افتد. بنابراین ابتدا باید مرحله بارگذاری به صورت کامل انجام شود و پس از آن به منظور شبیه سازی پدیده برگشت فنری ، مرحله باربراری نیز مدلسازی شود. در ادامه نحوه شبیه سازی مرحله بارگذاری و برگشت فنری توضیح داده خواد شد. مسئله مورد بررسی ، شبیه سازی فرایند کشش عمیق است که یکی از فرایندهای رایج در صنعت شکل دهی می باشد. 01_abaqus_springback ماژول part ورق مورد استفاده دارای طول300mm ، عرض35mm و ضخامت0.78mm است که سایر جزئیات هندسی فرایند به صورت شکل می باشد. 02_abaqus_springback_definition به دلیل تقارن مسئله ، تنها نیمی از اجزا را مدلسازی می کنیم. از مسیر part >>> create قطعات را با توجه به شکل 2 ایجاد کنید. برای مدل سازی ورق از حالت 2D و deformable استفاده کنید و سایر ابزار شامل هولدر ، قالب و سنبه را نیز به صورت analytical rigid درنظر بگیرید. ماژول property خواص مکانیکی و پلاستیک ورق به ترتیب به صورت جداول 1 و 2 می باشد. جدول1- خواص مکانیکی ورق Density (ton/mm3) Poisson ratio Yield Stress (MPa) Young Modulus (GPa) 7800e-12 0.3 460 201 جدول2- خواص پلاستیک ورق Plastic Strain Yield Stress (MPa) 0 460 0.05 595.86 0.1 663.1 0.15 716.95 0.2 763.6 در این ماژول ، ابتدا از مسیر material >>> create پنجره ای به نام edit material باز می شود. در قسمت General >>> density مقدار چگالی را وارد کنید و از مسیر mechanical >>> elasticity >>> elastic مقدار مدول یانگ و ضریب پواسون را وارد کنید. برای تعریف خواص پلاستیک ماده نیز مسیر mechanical >> plasticity >>> plastic را دنبال کنید. نرم افزار آباکوس برای اطلاعات ورودی واحد خاصی درنظر نمی گیرد. این شما هستید که بسته به واحد مطلوب خود برای نتایج خروجی ،

 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر