تبلیغات
سیمرغ سعادت(بانک اطلاعاتی در مورد گزارش کار،تحقیق،آموزشی،مقاله،پروژه،پایان نامه،و...) - برگشت فنری(بخش 2) Spring Back
----------------------------------- ---------------------------------------
شنبه 23 اسفند 1393

برگشت فنری(بخش 2) 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

10_abaqus_springback_load


ماژول Mesh

مرحله مش بندی یکی از مهمترین قسمت ها در تحلیل های اجزا محدود می باشد و نوع المان استفاده شده و اندزه آنها باعث تاثیر چشمگیری در جوابهای خروجی می شود. از آنجایی که اینجا بیشتر جنبه آموزشس کار مدنظر می باشد از مش بندی ساده استفاده شده است. همچنین، از آنجایی که جسم های صلب مورد بررسی یعنی سنبه، هولدر و قالب را به صورت analytical rigid درنظر گرفتیم، نیاز به مش بندی ندارند و فقط باید جسم تغییرشکل پذیر یعنی ورق را مش بندی کنیم. برای این کار از قسمت object در بالای صفحه محیط کار، Blank را از قسمت part انتخاب می کنیم. برای انجام تحلیل خود ابتدا باید قطعه را دانه بندی (Seed) کنیم. برای این کار با انتخاب seed >> edge قسمتهای سمت راست و چپ ورق (ضخامت ورق) را انتخاب می کنیم و گزینه Done در پایین صفحه را انتخاب می کنیم. برای انتخاب چند ناحیه از کلید shift استفاده می شود. shift در اینجا نقش کلید Ctrl در نرم افزارهای دیگر مثل Word را بازی می کند. در پنجره باز شده با انتخاب By number این امکان فراهم می شود که تعداد المان در ضخامت را مشخص کنید. در این مثال، 2 المان درنظر گرفته شده است.

14_abaqus_springback_seed

مشابه این همین روند را برای قسمتهای فوقانی و تحتانی ورق تکرار کنید ولی اینبار گزینه by size عدد 1 را وارد کنید. اکنون از مسیر Mesh >>> controls… گزینه های structured و Quad را انتخاب کنید. همچنین، از مسیر Mesh >>> Element type نوع المان را plane strain انتخاب می کنیم. نکته ای که باید توجه شود این است که بسته به نوع تحلیلی که استفاده شده است، در قسمت Element library یکی از گزینه های standard یا explicit را انتخاب می کنیم. در این مثال چون در قسمت step یک حلگر dynamic, explicit تعریف کردیم، در ماژول mesh باید گزینه explicit را انتخاب کنیم.

11_abaqus_springback_element

و در نهایت با انتخاب mesh >>> part انتخاب گزینه yes ورق را مش بندی می شود.

12_abaqus_springback_mesh


ماژول Job

در این ماژول آماده می شویم که مدل سازی خود را به مرحله اجرا در بیاوریم و به اصطلاح از برنامه خود Run بگیریم. برای این کار از مسیر Job >> create یک job ایجاد می کنیم. نام آن را loading بگذارید. در مراحل بعدی به آن نیاز داریم. سپس در پنجره باز شده از مسیر job >> manager گزینه submit را بزنید تا اجرای برنامه شروع شود. زمانی که در قسمت status عبارت completed ظاهر شد، اجرای برنامه کامل شده است.

13_abaqus_springback_job


ماژول Visualization

برای مشاهده نتایج خروجی بر روی گزینه results کلیک کنید تا به ماژول visualization بروید. برای مشاهده کانتور تنش مطابق شکل عمل کنید و گزینه plot contours on deformed shape را بزنید.

23_abaqus_springback_stress


محاسبه برگشت فنری

برگشت فنری (Springback) یکی از مشکلات رایج در بحث شکل دهی فلزات می باشد. زمانی که مثلا ورق در طی فرایند شکل دهی دچار تغییرشکل می شود. با پایان یافتن مرحله بارگذاری و شروع مرحله باربرداری، به دلیل آزاد شدن بخشی از کرنش های الاستیک، ورق اندکی از شکل مطلوب خود منحرف می شود که به این پدیده برگشت فنری گفته می شود.

15_abaqus_springback

پس از پایان یافتن مرحله قبل که در واقع مرحله بارگذاری بود، برای مدل سازی برگشت فنری باید مرحله باربرداری را نیز مدل سازی کرد. برای این کار ابتدا مطابق شکل از مسیر model>>copy از مدلسازی انجام شده تا این مرحله (Model-1)، یک کپی بگیرید و اسم آن را copy بگذارید.

16_abaqus_springback_copy

حالا مطابق شکل به مدل copy بروید.

17_abaqus_springback_copy_model

از نمودار درختی سمت چپ صفحه نمایش یا مراجعه به ماژولهای load، interaction، step، assembly و part تمام شرایط مرزی، دامنه، تعریف سطوح در تماس با یکدیگر و قطعات را ، به جز قطعه ای که می خواهیم برگشت فنری آن را بررسی کنیم (یعنی ورق)، حذف (delete) کنید. حالا مجددا یک step جدید از نوع general, static ایجاد می کنیم. بر طبق تجربه شخصی خود و مقاله ای که مطالعه کردم، درنظر گرفتن specify damping factor به عنوان automatic stabilization پیش بینی بهتری از برگشت فنری را ارائه می دهد. قسمت incrementation را نیز می توانید مطابق شکل کامل کنید.

18_abaqus_springback_step

مجددا به ماژول load بروید و برای سمت چپ ورق، شرط مرزی تقارن را مطابق شکل تعریف می کنیم.

19_abaqus_springback_boundary_condition

اکنون در ماژول load از مسیر create<< Predefined Field عمل کنید تا پنجره زیر باز شود. در پنجره باز شده، step را در حالت initial قرار دهید و Other را به عنوان category درنظر بگیرد.همچنین، Initial state را به عنوان types for selected انتخاب کنید و گزینه continue را بزنید.

20_abaqus_springback_predefined_field

اکنون ورق را انتخاب کنید و گزینه done در پایین صفحه نمایش را کلیک کنید. در پنجره باز شده در قسمت job name باید دقیقا همان اسمی که به عنوان job مرحله بارگذاری درنظر گرفتید را باید وارد کنید. در مسئله مورد بررسی بالا، باید کلمه loading را وارد کنیم. این همان اسمی بود که در هنگام اجرای مرحله بارگذاری در نظر گرفته بودیم. کوچک یا بزرگ بودن حروف نیز اهمیت دارد. توصیه می شود که یک اسم ساده برای ان درنظر بگیرید که با مشکل مواجه نشوید، چون بعضی وقت ها با اینکه دقیقا اسم job را وارد می کنید ولی نرم افزار نمی تواند آن را تشخیص دهد و خطامی دهد. با این کار نرم افزار اطلاعات خروجی مرحله بارگذاری را به عنوان شرایط اولیه برای انجام تحلیل بعدی در مرحله باربرداری در نظر می گیرد.

21_abaqus_springback_predefined_field

اکنون مجددا به ماژول job رفته و یک job جدید ایجاد می کنیم و با انتخاب گزینه submit مطابق مرحله بارگذاری به اجرای فرایند می پردازیم و صبر می کنیم تا اجرای برنامه به پایان برسد و کامل شود.

22_abaqus_springback_job

حالا به ماژول visualization می رویم و کانتور تنش برای نتایج خروجی را مشاهده می کنیم.

29_abaqus_springback_stress

همان طور که قبلا نیز اشاره شد، رخ دادن برگشت فنری به علت آزاد شدن بخشی از کرنش های الاستیک می باشد. با مقایسه نتایج حاصل از کانتور تنش  مشاهده می شود که با رخ دادن برگشت فنری و آزاد شدن بخشی از کرنش های الاستیک سطح تنش داخل ورق کاهش یافته است.


 تعیین مقدار زاویه برگشت فنری

نرم افزار آباکوس این قابلیت را ندارد که مقدار زاویه منحرف شده ورق پس از رخ دادن برگشت فنری را به شما بدهد و شما مجبور هستید که این زاویه را به صورت دستی (نه اتوماتیک) انجام دهید. برای این کار باید مختصات نقاط ورق را در بیاورید و شکل دو بعدی ورق در حالتی که دچار برگشت فنری شده است را رسم کنید. البته نیاز نیست که مختصات همه نقاط تعیین شود و فقط نقاط موثر باید مورد بررسی قرار بگیرند. به بیان دیگر، مثلا برای رسم کردن قسمتی از ورق که کاملا صاف و بدون انحنا است را نیاز به همه نقاط مختصات آن نیست و فقط نقاط ابتدایی و انتهایی آن برای رسم دوبعدی آن کافی است.

برای تعیین مختصات نقاط ورق نیز از Query information استفاده می کنیم.

24_abaqus_springback_query

با کلیک بر روی این آیکون، پنجره ای مانند شکل باز می شود که به منظور تعیین مختصات نقاط ورق باید گزینه Node را انتخاب کنید. اگر یک موقع هم نیاز داشتید که فاصله دوتا نقطه از همدیگر و چیزهایی از این قبیل را پیدا کنید می توانید گزینه های دیگر را انتخاب کنید.

25_abaqus_springback_query

با انتخاب گزینه Node از شما می خواهد که گرهی که می خواهید مختصات آن مشخص شود را انتخاب کنید. به عنوان مثال با کلیک بر روی نود مورد نظر خود می توان مختصات آن را در پایین صفحه مشاهده کرد. برای رسم دو بعدی ورق در حالتی که دچار برگشت فنری شده است، مختصات نقطه مورد نظر را مطابق شکل انتخاب کنید و با کلیک راست بر روی آن (Ctrl+C)، این مختصات را کپی کنید.

 

26_abaqus_springback_distance

این نقاط را می توان توسط هر نرم افزاری که قابلیت ترسیم دو بعدی دارد، رسم کرد ولی یکی از کارهایی که توصیه می کنم ترجیحا از آن استفاده شود، استفاده از محیط Sketch خود نرم افزار آباکوس است. برای این کار یک محیط آباکوس جدید باز کنید و به محیط Sketch بروید.

27_abaqus_springback_sketch

حالا از مسیر sketch >> create یا با کلیک بر روی آیکون آن، یک محیط Sketch ایجاد می کنیم. از آیکون هایی که در سمت چپ صفحه نمایش قرار دارند جهت رسم ترسیمه دو بعدی خود انتخاب می کنیم. اگر ورق یا به طور کلی جسم مورد بررسی شما دچار انحنا در شکل ظاهری خود شده، بهتر است که مطابق شکل از گزینه Spline که قابلیت کافی برای رسم منحنی های پیچیده را دارد، استفاده کنید.

28_abaqus_springback_spline

با انتخاب گزینه Spline، مختصاتی که  کپی کردید را در کادر باز شده در پایین صفحه شطرنجی past کنید و یک enter بزنید. برای نقاط دیگر نیز کافی است که به همین صورت عمل کنید. پس از تکمیل شدن شکل دو بعدی نهایی، با استفاده از سایر ابزارهای موجود در محیط sketch اندازه زاویه مورد نظر را تعیین می کنیم.


>



برچسب ها: 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