Моделирование в LS-Dyna многопроходной чеканки

[Sioppd 0]

Здравствуйте!

Прошу у Вас помощи в следующих вопросах!

Моделирую процесс пластической деформации – чеканка в LS-Dyna Ansys. Стержневой ролик (двигаясь в вертикальной плоскости) наносит удары по алюминиевому образцу со скоростью 4 м/с (рис.1). Образец жестко закреплен на столе. Стол движется с постоянной скоростью в горизонтальной плоскости. Цель: получить на поверхности образца несколько отпечатков удара ролика. Задачи: 1) померить линейную длину одного отпечатка. 2)Под серией отпечатков надо определить изменение твердости (в МПа) в поверхностном слое.   

Ранее данный процесс моделировал в программе Deform, поэтому на скриншотах из Deform буду объяснять мои вопросы по работе в LS-Dyna Ansys. (Моделирую не в Deform, а в LS-Dyna – такая вот задача на сейчас)).

Рис.1. Схема обработки: 1- Образец; 2-Стол; 3-стержневой ролик.

 

Вопросы:

1). Как в LS-Dyna измерить линейную длину отпечатка h (рис 2)?

Рис.2

Или нужно данные расчета открывать в других приложения? Тогда в каких? Пожалуйста напишите подробно путь!

2) Как измерить твердость (МПа) в LS-Dyna? Ведь такой шкалы для процессов холодной деформации в чистом виде нет!?

В Deform тоже нет шкалы твердости в чистом виде для ППД, приходилось полученные «Эффективные деформации» (Strain-Effective) связывать с пределом текучести (используя график из библ.материалов «Зависимость предела текучести (Flow Stress) от (Strain-Effective)».) И уже через предел текучести определять твердость материала (НВ=предел текучести/ 0,33) [Дель Г.Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. М., Машиностроение, 1971, 199 с.]. (коэфф. 0,33 – это только для стали, Подробно - может пригодится кому)

Пожалуйста подробно опишите методику, как в LS-Dyna определить твердость! 

 

 3).    Как в LS-Dyna в сечении материала задать серию равномерно лежащий точек по глубине и определить значения, например, эффективных деформаций (рис.3) ? А затем из полученного графика сохранить данные в виде -.txt файла (например, Зависимость эффективных деформаций (strain-effective) от глубины (distance).

Рис.3

4).  Как в LS-Dyna сделать так чтобы образец был жестко закреплен к столу и с ним перемещался? Так как задать движение образцу не получается (или не возможно).

 

5) Как в LS-Dyna задать много проходную обработку, т.е. ролик совершил несколько ударов и его надо вернуть в исходное положение и опять запустить по уже полученным отпечатка еще раз? Пожалуйста, напишите подробно, как это сделать!

Большое спасибо!

 

 

[piden 2 874]

Какой пре-пост процессор используете? LS-PrePost?

[Sioppd 0]

Здравствуйте, работаю в версии 17.2. Подготовку модели и задание всех характеристик осуществляю в ANSYS/LS-DYNA.

[fzbm 44]

Как то много вопросов сразу.............

[fzbm 44]

При обработке результатов удобно пользоваться программой ls-prepost (бесплатной для пользователей ls-dyna).

1.Как в LS-Dyna измерить линейную длину отпечатка h (рис 2)?

В ls-prepost это сделать просто - правая панель EleTol - Measur

2.Как измерить твердость (МПа) в LS-Dyna? Ведь такой шкалы для процессов холодной деформации в чистом виде нет!?

Вы можете использовать туже методику и в ls-dyna

3.Как в LS-Dyna в сечении материала задать серию равномерно лежащий точек по глубине и определить значения, например, эффективных деформаций (рис.3) ? А затем из полученного графика сохранить данные в виде -.txt файла (например, Зависимость эффективных деформаций (strain-effective) от глубины (distance).

Можно попробовать взять сечение и определить значения по элементам. Или можно изначально взять модель симметрии (как у вас на рисунке), при соответствующих ограничениях. И снять эти значения с плоскости симметрии

4.Как в LS-Dyna сделать так чтобы образец был жестко закреплен к столу и с ним перемещался? Так как задать движение образцу не получается (или не возможно).

Есть несколько способов.

- Вы можете зажать его в жесткой оправке (rigid тело) и перемещать эту оправку

- Можете сделать rigid плоскость и задать Tie контакт для связывания узлов плоскости и образца

- можно просто объединить узлы стола (как rigid тела) и образца

- можно просто задать движение на низ вашего образца и все

5.Как в LS-Dyna задать много проходную обработку, т.е. ролик совершил несколько ударов и его надо вернуть в исходное положение и опять запустить по уже полученным отпечатка еще раз? Пожалуйста, напишите подробно, как это сделать!

Можно просто задать такой график и все. Нужно только согласовать два графика (движение ролика и движение стола). Можно делать и полным рестартом. После первого удара сохранять все результаты, вручную перемещать модели и запускать снова.

 

В препроцессоре ansys/ls-dyna это тоже можно сделать, Но это я бы это делал в ls-prepost

 

Максим

[Sioppd 0]

Максим, большое спасибо за развернутые ответы! Очень помогли!

1. Вопросы про свойства сплава АМг-6.

            Какую модель материала в LS-DYNA необходимо выбирать для моделирования ударных процессов, например, чеканки (ранее выбирал Bilinear и Plastic Kinematic, но сходимость экспериментальных данных и результатов моделирования была низкой: отпечаток при моделировании в 2 раза больше, чем при натурном эксперименте)?

            По каким формулам возможно рассчитать или найти в справочниках такие свойства материала Tangent Modulus, Strain Rate (C), Strain Rate (P), Failure Strain (рисунок 1)?

[fzbm 44]

Добрый день!

Для моделирования ударных процессов выбирают модель материала в которой можно задать зависимости от скорости деформации и от температуры, например, модель Джонсона-Кука. 

Рассчитать тангенсный модуль можно из билинейного графика. Пример расчета можете посмотреть здесь на стр. 86.

 http://dynaomd.ru/images/Download/LSDYNA_book_metalforming.pdf

Хотя там есть не точность (более точно стр. 27).

Я как то считал для АМГ6, у меня получалось, предел текучести 150 МПа, тангенсный модуль 700 МПа, но это только в первом приближении.

Вообще чтобы были точные результаты нужно использовать диаграмму одноосного растяжения, ее преобразовывать до графика истинные напряжения - истинные деформации и закладывать либо в виде таблицы (например кусочно-линейная модель, МАТ24) или в виде коэффициентов степенной функции (МАТ18).

Strain Rate (C), Strain Rate (P) - также получают из экспериментальных кривых при различных скоростях деформации.

Параметр FailureStrain - если у вас нет разрушения лучше его не задавать. Если есть то в первом приближении рекомендуют задавать как 3*деформацию разрушения. Этот параметр сеточнозависимый и правильно задать его не просто.

 

Максим

[Sioppd 0]

Максим, большое спасибо за помощь!