Моделирование гибки тонкостенной трубы, методом наматывания с помощью Abaqus

[mxrf 5]

Здравствуйте.

 

Потихоньку осваиваю такую программку как Abaqus. Пока почитал пару обучалок, и изучаю документацию Абакуса.

Есть желание смоделировать процесс гибки наматыванием. Схема выглядит так.

 

Пока что попробовал создать модель, без дорна (mandrel) и сглаживающей колодки (wiper die). Для того, чтобы было поменьше контактов, и модель была полегче. Пока что выдают различные ошибки, поэтому решил попробовать сделать заново, но для начала хочу описать процесс создания модели, как я это вижу, и я был бы очень признателен за комментарии и поправки.

 

Весь гибочный инстурмент: гибочный ролик (bend die)  , опора (pressure die) и захват (clamp) я буду создавать как твёрдые тела  (rigid body). Опять же вопрос.. что лучше использовать.. До этого я делал так: Discrete rigid body - solid - revolution. В итоге, чтобы потом можно было построить сетку на этой детали, я пользовался командой Shell. Или всё же лучше использовать Analytical rigid? Есть ли принципиальная разница?

 

Трубу я взял Deformable - solid - revolution. Диаметр трубы 110 мм, толщина стенки 1.5 мм. Длина трубы 1000 мм. Или лучше использовать для этих целей Shell?? Опять же, есть принципиальная разница?

 

Дальше я задаю материал и профиль для трубы. Solid homogenous. Создаю сетку (mesh) для всех деталей. Причем для твёрдых тел - зерно сетки должно быть более крупное, так?

 

Расставляю детали в сборке. 

 

Создаю  и привязываю Rp для каждого из инструмента. (каждому своя точка). Edit constraints. 

 

Создаю 2 дополнительных шага.1) Прижим конца трубы захватом (clamp) к захвату ролика. 2) Поворот ролика с захватами, допустим на 90 градусов - совершение гиба. Вот тут рождается вопрос.. что лучше использовать? Standart или Explicit. В документации вроде как указано, что Explicit лучше использовать когда много контактных поверхностей.. правда сколько это много - я не знаю.

 

Обозначаю свойства контактов.. Допустим трение захватов, допустим 0,6, так как в оригинале они идут "шипастые". Остальные, допустим для начала 0,2.

 

Обозначаю контакты... опять же, для этого случая какой лучше способ использовать? General contact? Вручную обозначать поверхности и создавать контакты, или использовать функцию Find contact pairs и отфильтровать то, что мне надо, а что не надо.  Обозначать контакты только между инструментом и трубой, или оставить возможные контакты между инстументом, что он предлагает? Хотя вроде он не любит когда происходят контакты между Discrete Rigid bodies.

 

Далее для Initial шага ограничиваем все RP.

На втором шаге, зажима трубы захватом(clamp die).. Меняем U3 (движение по оси Z)  для Clamp Die с нуля до допустим 1-2 мм? Или лучше просто освободить U3 и добавить нагрузку давлением на обратную сторону захвата(clamp die)? Остальные Rp остаются неподвижными..

На третьем шаге возвращаем U3 для Clamp Die на ноль (или оставляем на тех же 1-2?). Далее ставим на RP для ролика, захват и прямой части ролика UR2 (вращение вокруг оси Y)  на определённое кол-во радианов, осуществить поворот - гиб вокруг оси ролика (bend die).. или просто освободить и добавить крутящий момент на эти RP? 

 

Отредактировать Output Request на результаты, что меня интересует.

 

Создать работу и запустить.. Вот как я вижу этот процесс. Хотя до этого, что-то не выходило..

 

Я очень надеюсь на ваши комментарии к вопросам, которые написаны по ходу описания.

Если выйдет смоделировать гиб в таком виде.. то далее, с помощью плагина, перекину модели дорна с сегментами из солидворкса в абакус, и попробую вставить в существующую модель гибки. Или лучше посоветуете перерисовать модели отдельно в абакусе?

 

[kristeen 355]

Вы очень хорошо все описали. Если бы еще и про выбранную модель поведения материала трубы упомянули)
 
По поводу общего подхода: не пытайтесь сразу решить задачу в окончательной постановке, разбейте свои вопросы на простые задачи и решите их. Просто пруток согните с помощью ГУ, потом с валками попробуйте, потом с захватом без трения итд.
 

 

 
На счет implicit/explicit -- что, если запустить там и там, сравнить время и результат?
 
Про analytical rigid. Про моменты на RP -- лучше жестко, перемещением. А про задание контактов, увы, не подскажу(

[mxrf 5]

Kristeen, извиняюсь, насчет выбранной модели поведения трубы, можно поподробнее? Для простоты, надеюсь что хватит задать плотность, модуль упругости и коеф. Пуассона. 

 

В вашей прикреплённой модели, контакт задан как General contact? 

 

Спасибо.

[kristeen 355]

Для простоты, надеюсь что хватит задать плотность, модуль упругости и коеф. Пуассона. 

Боюсь, что не хватит. Нужно будет хотя бы plastic модель добавить. Поэтому и рекомендую сначала на простой модели принцип опробовать. Зачем Вы вообще этот процесс решили моделировать?

 

В вашей прикреплённой модели, контакт задан как General contact? 

Та модель в ансисе была сделана. В "Standard", если в терминах абакуса. Там вообще понятия general contact нету.

[mxrf 5]

Боюсь, что не хватит. Нужно будет хотя бы plastic модель добавить. Поэтому и рекомендую сначала на простой модели принцип опробовать. Зачем Вы вообще этот процесс решили моделировать?

В принципе из спецификации материала трубы AISI 304, забью того чего смогу :) 

Хотелось бы добавить моделирование к дипломной работе. Связанно с переделкой некоторых инструментов, хотелось бы посмотреть что эти изменения поменяют, хотя бы в модельке. Да и для себя интересно стало.

 

Та модель в ансисе была сделана. В "Standard", если в терминах абакуса. Там вообще понятия general contact нету.

Насколько интерфейс и принцип построения работы в ансисе отличается от абакуса? Может быть из-за какой специфики, в ансисе будет лучше воспроизвести эту модель? Хотя как уже абакус начал осваивать :) 

[kristeen 355]

Хотелось бы добавить моделирование к дипломной работе....Да и для себя интересно стало.

Ого, за идею? Похвально) Тогда Вы наверняка захотите сами во всем разобраться. Рекомендую тему. Там есть примеры со штамповкой и прокатом -- довольно близко.

 

Насколько интерфейс и принцип построения работы в ансисе отличается от абакуса? Может быть из-за какой специфики, в ансисе будет лучше воспроизвести эту модель?

Не, лучч в абакусе

[mxrf 5]

Ого, за идею? Похвально) Тогда Вы наверняка захотите сами во всем разобраться. Рекомендую тему. Там есть примеры со штамповкой и прокатом -- довольно близко.

 

Время у меня ограниченное, для того, чтобы попытаться это включить.. В принципе на моделирование этой задачи у меня где-то неделя.  Вот сейчас изучаю некоторые примеры из названной вами темы: пока что вижу две мои явные ошибки... Не заполнял графу Plastic у материала трубы.. А также, в свойствах контакта задавал только тангенциальные свойства - трение.. Нормаль не включал.. оказывается она есть как отдельная графа, где можно выбрать твёрдый контакт :) Будемс пробоватс. 

 

 

Не, лучч в абакусе

 

В абакусе, так в абакусе. Послушаю совета более опытного человека :)

Изменено 20 апреля 2014 пользователем mxrf

[YURIS 14]

Здравствуйте.

 

Потихоньку осваиваю такую программку как Abaqus. Пока почитал пару обучалок, и изучаю документацию Абакуса.

Есть желание смоделировать процесс гибки наматыванием. Схема выглядит так.

 

Пока что попробовал создать модель, без дорна (mandrel) и сглаживающей колодки (wiper die). Для того, чтобы было поменьше контактов, и модель была полегче. Пока что выдают различные ошибки, поэтому решил попробовать сделать заново, но для начала хочу описать процесс создания модели, как я это вижу, и я был бы очень признателен за комментарии и поправки.

 

Весь гибочный инстурмент: гибочный ролик (bend die)  , опора (pressure die) и захват (clamp) я буду создавать как твёрдые тела  (rigid body). Опять же вопрос.. что лучше использовать.. До этого я делал так: Discrete rigid body - solid - revolution. В итоге, чтобы потом можно было построить сетку на этой детали, я пользовался командой Shell. Или всё же лучше использовать Analytical rigid? Есть ли принципиальная разница?

 

Трубу я взял Deformable - solid - revolution. Диаметр трубы 110 мм, толщина стенки 1.5 мм. Длина трубы 1000 мм. Или лучше использовать для этих целей Shell?? Опять же, есть принципиальная разница?

 

Дальше я задаю материал и профиль для трубы. Solid homogenous. Создаю сетку (mesh) для всех деталей. Причем для твёрдых тел - зерно сетки должно быть более крупное, так?

 

Расставляю детали в сборке. 

 

Создаю  и привязываю Rp для каждого из инструмента. (каждому своя точка). Edit constraints. 

 

Создаю 2 дополнительных шага.1) Прижим конца трубы захватом (clamp) к захвату ролика. 2) Поворот ролика с захватами, допустим на 90 градусов - совершение гиба. Вот тут рождается вопрос.. что лучше использовать? Standart или Explicit. В документации вроде как указано, что Explicit лучше использовать когда много контактных поверхностей.. правда сколько это много - я не знаю.

 

Обозначаю свойства контактов.. Допустим трение захватов, допустим 0,6, так как в оригинале они идут "шипастые". Остальные, допустим для начала 0,2.

 

Обозначаю контакты... опять же, для этого случая какой лучше способ использовать? General contact? Вручную обозначать поверхности и создавать контакты, или использовать функцию Find contact pairs и отфильтровать то, что мне надо, а что не надо.  Обозначать контакты только между инструментом и трубой, или оставить возможные контакты между инстументом, что он предлагает? Хотя вроде он не любит когда происходят контакты между Discrete Rigid bodies.

 

Далее для Initial шага ограничиваем все RP.

На втором шаге, зажима трубы захватом(clamp die).. Меняем U3 (движение по оси Z)  для Clamp Die с нуля до допустим 1-2 мм? Или лучше просто освободить U3 и добавить нагрузку давлением на обратную сторону захвата(clamp die)? Остальные Rp остаются неподвижными..

На третьем шаге возвращаем U3 для Clamp Die на ноль (или оставляем на тех же 1-2?). Далее ставим на RP для ролика, захват и прямой части ролика UR2 (вращение вокруг оси Y)  на определённое кол-во радианов, осуществить поворот - гиб вокруг оси ролика (bend die).. или просто освободить и добавить крутящий момент на эти RP? 

 

Отредактировать Output Request на результаты, что меня интересует.

 

Создать работу и запустить.. Вот как я вижу этот процесс. Хотя до этого, что-то не выходило..

 

Я очень надеюсь на ваши комментарии к вопросам, которые написаны по ходу описания.

Если выйдет смоделировать гиб в таком виде.. то далее, с помощью плагина, перекину модели дорна с сегментами из солидворкса в абакус, и попробую вставить в существующую модель гибки. Или лучше посоветуете перерисовать модели отдельно в абакусе?

Упрощать и только упрощать модель! Будет лучше, как вам уже посоветовали, если вы правильно и на основе сопоставления с аналитикой решите гиб прутка (там тоже многоподводных камней - и возможно недели только-только и хватит), чем решите не понимая и не разобравшись ни в абакусе, ни в физике процесса, свою мегапуперзадачу. И в этом нет ничего зазорного: почитайте западные диссертации - там сплошь и рядом в конце диссера обязательно будет раздел future work! т.е. задачи для будущей работы по улучшению модели - а у вас всего лишь диплом! Если препод ставит перед вами такие задачи - пусть вам и расскажет как решить их за 1 неделю - вот только сомневаюсь, что он это сможет - т.к. за такой короткий срок новичку осилить это нереально!

[kristeen 355]

...как решить их за 1 неделю... т.к. за такой короткий срок новичку осилить это нереально!

 

Ну... пять дней на прохождение Introduction to Abaqus и два дня на решение своей задачи.. Типичные сроки для студента))

[execut1oner 11]

[YouTube=fdvis1SMUGM][/YouTube]

[kristeen 355]

Offtop:

А можж ну его, этот абакус и вообще cae?
Солидворкс рулз ))

 
bender.rar 

[mxrf 5]

Именно саму модель и программу где можно сделать, я увидел в нескольких публикациях.. Опять же, я смотрю что у них инструмент достаточно упрощённо нарисован - как шелл элементы.. Я делаю солид, а потом преобразую их в шелл.

Публикации можно посмотреть по ссылке ниже.

http://ru.failiem.lv/u/kxyciei

 

Попробовал сейчас смоделировать, хотя бы просто прижимание трубы прижимом 0,5 мм (стрелочкой на скриншоте отметил). Пытается, но в итоге пишет too many increments. Если не тяжело, может кто-то может заглянуть в файлик, что я  не так сделал? Хотябы подсказать. Может жёсткие тела стоило брать как analytical? Или стоит попробовать уменьшить время попытки? Сам файлик cae находиться также по ссылке выше. Заранее спасибо.

Offtop:

А можж ну его, этот абакус и вообще cae?
Солидворкс рулз ))

 
bender.rar 

 

Ого.. Мне солидворкс конечно роднее.. Опять же, впечатлился с публикаций, как то показалось что абакус получше подойдет для этой цели. В принципе у меня немного меняется геометрическая форма сегментов, которые идут с дорном.. также хотелось бы показать по напряжениям, что поменяется во время гиба.. больше для наглядности так сказать :) 

[mxrf 5]

[YouTube=fdvis1SMUGM][/YouTube]

Я извиняюсь, не могли бы вы поделиться cae файлом? Как я вижу инструмент у вас стоит как analytical rygid. Трубу вы создавали каким образом, Shell revolution или Solid revolution?

[mxrf 5]

Вот смотрю тоже что-то похожее.. тоже вроде как analytical rigid для инструментов..

 

Изменено 21 апреля 2014 пользователем mxrf

[mxrf 5]

В общем пока попробовал потестировать простые гибы.. Смотрю при задании контактов разными методами, меняется и расчет... Допустим если при General contact и Find cotact pairs он считает.. при задании контакта вручную, путём определения поверхностей, он пытается сосчитать, а в итоге пишет too many increments.. Как и в данный момент у меня.

 

Также как понимаю ошибка в том, что у меня в главной модельке, труба задана как Solid homogenous.. а надо брать Shell homogenous. Ведь так?

[Alexejswt 29]

В общем пока попробовал потестировать простые гибы.. Смотрю при задании контактов разными методами, меняется и расчет... Допустим если при General contact и Find cotact pairs он считает.. при задании контакта вручную, путём определения поверхностей, он пытается сосчитать, а в итоге пишет too many increments.. Как и в данный момент у меня.

Вам надо более корректно задавать параметры контакта: определить slave and master поверхности(более жесткая будет masters), потом определить какой метод будет использоваться в определении контакта( метод штрафных функций(Penalty) или  методом множителей Лагранжа ), соответственно побить сетку на деталях сборки( при использовании метода Логранжа сетка masters поверхности д.б. более крупной для лучшей ходимости),задать sliding formulation , contact tracking, slave adjustment. В общем-то и хватит.

 

Также как понимаю ошибка в том, что у меня в главной модельке, труба задана как Solid homogenous.. а надо брать Shell homogenous. Ведь так?

 Это совершенно безразлично. хотите в солидах считайте хотите в шеллах, только правильно свойства материала необходимо задать и присвоить детали,  в этом случае. (если считать в оболочках то можно сэкономить на времени расчета конечно же!)

[mxrf 5]

 

В общем пока попробовал потестировать простые гибы.. Смотрю при задании контактов разными методами, меняется и расчет... Допустим если при General contact и Find cotact pairs он считает.. при задании контакта вручную, путём определения поверхностей, он пытается сосчитать, а в итоге пишет too many increments.. Как и в данный момент у меня.

Вам надо более корректно задавать параметры контакта: определить slave and master поверхности(более жесткая будет masters), потом определить какой метод будет использоваться в определении контакта( метод штрафных функций(Penalty) или  методом множителей Лагранжа ), соответственно побить сетку на деталях сборки( при использовании метода Логранжа сетка masters поверхности д.б. более крупной для лучшей ходимости),задать sliding formulation , contact tracking, slave adjustment. В общем-то и хватит.

 

 

 

 

 

Также как понимаю ошибка в том, что у меня в главной модельке, труба задана как Solid homogenous.. а надо брать Shell homogenous. Ведь так?

 Это совершенно безразлично. хотите в солидах считайте хотите в шеллах, только правильно свойства материала необходимо задать и присвоить детали,  в этом случае. (если считать в оболочках то можно сэкономить на времени расчета конечно же!)

 

Хм.. попробовал вариации с настройкой контактов.. без результата. Сейчас ещё почитал, поанализировал. Смотрю в примерах даётся отдельный шаг на установку контакта, а только на следующий шаг делают перемещение.. У меня всё это делается за 1 шаг.. может поэтому он просчитать не может? Думаю может стоит поделить. 1 шаг все контакты и т.д.. а потом уже задавать это перемещение. 

 

P.S: снял перемещение...а смотрю при выполнении job, он всё равно считает нагрузки, и очень такие хорошие нагрузки.. это значит что уже в исходном состоянии есть где-то контакт, который создаёт давление?? Надо полазить..

 

P.S.S: всё отодвинул... вроде нигде ничего не касается..всё висит в воздухе обездвижено.. Всё равно считает нагрузки.. и пишет про yield stress, что где-то stress превышено, и в 3000 (разные числа) точках он считать не будет. Помогите пожалуйста :/

Изменено 22 апреля 2014 пользователем mxrf

[Alexejswt 29]

Кинте cae или inp файл! Так быстрее помогут! 

[kristeen 355]

cae по ссылке из 12 поста доступен (http://ru.failiem.lv/u/kxyciei)

Но наверно нелишне там будет по крайней мере геометрию изменить.

 

[mxrf 5]

cae по ссылке из 12 поста доступен (http://ru.failiem.lv/u/kxyciei)

Но наверно нелишне там будет по крайней мере геометрию изменить.

 

Ого. Там просто в сборке, ещё внутри должен быть дорн с сегментами.. тогда наверняка и не будет такое смятие происходить. Это вы в ansys намоделировали? Много времени заняло построение модели??