имитация отжига удаляющего остаточные напряжения

[nofate 0]

Всем доброго времени суток!

Коротко о проблеме. В процессе изготовления интересующей детали ее элементы подвергаются различным нагрузкам, геометрия детали изменяется под их действием и фиксируется в специальной оснастке. После этого деталь отжигается для снятия напряжений. Затем деталь вынимается из оснастки, но при этом сохраняет свою форму. Начиная с этого момента хочется моделировать нагрузки при эксплуатации, но геометрия детали после всех деформаций в процессе изготовления неизвестна. Известна только исходная геометрия.

Для решения кажется разумным такой подход:

1. Смоделировать воздействия на исходную геометрию нагрузок при изготовлении. Таким образом получить искомую геометрию.

2. Каким-то образом удалить напряжения из модели, но при этом сохранить геометрию прежней (по сути имитируем отжиг)

3. Решать задачу эксплуатации с новой геометрией.

Подскажите, пожалуйста, как организовать шаг 2 ?

[Vova 419]

Для решения кажется разумным такой подход:

1. Смоделировать воздействия на исходную геометрию нагрузок при изготовлении. Таким образом получить искомую геометрию.

2. Каким-то образом удалить напряжения из модели, но при этом сохранить геометрию прежней (по сути имитируем отжиг)

3. Решать задачу эксплуатации с новой геометрией.

Подскажите, пожалуйста, как организовать шаг 2 ?

Выписать из препроцессора деформированную геометрию (узлы и елементы) и после делать шаг 3.

[nofate 0]

"выписать" конечно можно, но что конкретно выписать? и как это мне поможет в шаге 3?

Насколько я понимаю положение точек, линий, узлов сетки не изменяется. Экспортировать я могу только смещения узлов, но как это мне поможет при построении новой геометрии? строить ее по новым координатам узлов (а как узлы соединять ? прямыми линиями)? дело в том, что геометрия детали сложная и такой способ становится очень трудоемким да и вызовет искажения в геометрии.

[a_schelyaev 366]

Если речь идет также об изменении фазовго состояния, то можно попробовать в Абакусе, но придется потеть над своими подпрограммами.

Наверное правильнее всего обратиться к фнкционалу программного комплекса Deform, где вопросы термообработки рассматриваются вместе с вопросами механообработки и обработкой давлением.

Он под это заточен.

[nofate 0]

Фазовое состояние при отжиге не меняется. Более того я не ставлю цели моделировать процедуру отжига, так как работаю в предположении, что остаточные напряжения в результате отжига снимаются, а геометрия остается прежней.

Но спасибо за информацию, если понадобится буду иметь ввиду.

Изменено 19 ноября 2010 пользователем nofate

[Влад. 6]

Подскажите, пожалуйста, как организовать шаг 2 ?

смотри UPGEOM

[Fedor 1 597]

Можно просто взять вектора перемещений добавить к координатам и начать новую жизнь ...

" остаточные напряжения в результате отжига снимаются, а геометрия остается прежней" - у "криво" свареных деталей так что их повело и отжига так и было.

[Alex_L 0]

Правильно Вам сказали - используйте DEFORM. После того как сдеформируете деталь можно просто напросто во всех элементах обнулить напряжения (данные по деформации можно оставить или так же обнулить). Форма детали у Вас останется без изменения и можете дальше продолжать с ней работать.

Хотя в Ansys тоже думаю что такое возможно, только надо знать где :)

Изменено 19 ноября 2010 пользователем Alex_L

[a_schelyaev 366]

Фазовое состояние при отжиге не меняется.

Под фазовым состоянием я имею в виду не агрегатное состояние - жидкость - газ, а изменение кристалической решетки в процессе термообработки.

Это тонкие вещи и обычные прочностные пакеты не имеют функционала для этого. Нужно доделывать самому.

Но если кристалическая решетка не меняется, то пробуй обычный код.

Хоть тот же Космос.

[Fedor 1 597]

Может просто взять и обнулить соответствующие матрицы как код Бормана позволяет делать, а на следующем шаге уже нагружать деформированное состояние. В задачках о земле наоборот, заполнить напряжениями от гидростатического давления его называют бытовым сначала без перемещений а потом решать уже о нагрузке.

С помощью таких технологий можно много полезных задачек решить.

[Борман 2 376]

смотри UPGEOM

"Сердечно одобрямс" (с)...

Хотя, если задача линейная, то можно ине париться... Вычесть исходное состояние и все. Как то это просто делается. Я даже вроде делал так когда-то.

код Бормана

Какой код ?

[Fedor 1 597]

Ну где Вы корректировали напряжения прямо перед рисованием или что-то в этом роде.

[kristeen 355]

Подскажите, пожалуйста, как организовать шаг 2 ?

<noindex>Здесь</noindex> показано, как в Ansys WB передать деформированную геометрию в другой анализ. Именно Ваш случай -- геометрия деформирована, напряжений нет.

[nofate 0]

спасибо всем за активное участие, честно говоря, приятно удивлен=)

Думаю, что вариант с upgeom решит мою проблему на данном этапе. Но прозвучало еще ряд интересных моментов, которые могут пригодиться на следующих этапах:

1. Код Бормана или как задать начальные напряжения в Ansys.

Может просто взять и обнулить соответствующие матрицы как код Бормана позволяет делать, а на следующем шаге уже нагружать деформированное состояние.

Проблема может быть такая: после отжига остаточные напряжения сохранились на уровне не выше предела текучести при температуре отжига (Новиков "Теория термической обработки", стр. 115). Если можно, то расскажите чуть подробнее)

2. Моделирование процедуры отжига (изменения кристаллической решетки при термической обработке).

Если речь идет также об изменении фазовго состояния, то можно попробовать в Абакусе, но придется потеть над своими подпрограммами.

Наверное правильнее всего обратиться к фнкционалу программного комплекса Deform, где вопросы термообработки рассматриваются вместе с вопросами механообработки и обработкой давлением.

Он под это заточен.

Впечатлило, не думал, что современное понимание физики позволяет проводить адекватное моделирование настолько сложных процессов. В этой теме я совсем новичок, и поэтому в первую очередь интересно мнение гуру. Насколько моделирование таких процессов вообще адекватно реальности? Можно ли где-то почитать об удачных опытах моделирования в этой области?

Изменено 22 ноября 2010 пользователем nofate

[a_schelyaev 366]

Впечатлило, не думал, что современное понимание физики позволяет проводить адекватное моделирование настолько сложных процессов. В этой теме я совсем новичок, и поэтому в первую очередь интересно мнение гуру. Насколько моделирование таких процессов вообще адекватно реальности? Можно ли где-то почитать об удачных опытах моделирования в этой области?

Для начала вам стоит прошерстить труды секции Deform конференции "Инженерные системы", проводимой в РУДН.

Потом можете поучаствовать в проведении данной секции в следующем году.

Или же обратитесь к поставщикам Deform - www.tesis.com.ru - и распросите соответствующих товарищей.

[nofate 0]

Для начала вам стоит прошерстить труды секции Deform конференции "Инженерные системы", проводимой в РУДН.

Потом можете поучаствовать в проведении данной секции в следующем году.

Или же обратитесь к поставщикам Deform - www.tesis.com.ru - и распросите соответствующих товарищей.

спасибо!

[Fedor 1 597]

"после отжига остаточные напряжения сохранились на уровне не выше предела текучести при температуре отжига " - так при температуре выше 660 градусов он нулевой. Сталь перестает сопротивляться. Так по крайней мере в огнестойкости зданий принято, если температура арматуры достигла 600 градусов, все. Дальше смотри кино американское про торговый центр :(

В книге Талыпова о остаточных напряжениях в стали от сварки зависимость Е от температуры выглядит, насколько помню, так : до 600 градусов снижается примерно на 10-15% потом до 660 градусов резко до нуля.

[nofate 0]

Деталь изготовлена из 12Х18Н9Т. Для этого материала согласно справочным данным, например, <noindex>тут</noindex> несколько другие зависимости.

Судя по этим данным вопрос об остаточных напряжениях после нагрева до 600*С вполне уместен. Но думаю, что так, как я поставил задачу мне не удастся задать остаточные напряжения (даже если бы я знал удобный технический способ в Ansys) из-за недостаточности скаляра (предел текучести) для построения вектора (остаточные напряжения)

Изменено 23 ноября 2010 пользователем nofate

[Fedor 1 597]

Деталь изготовлена из 12Х18Н9Т. Для этого материала согласно справочным данным, например, <noindex>тут</noindex> несколько другие зависимости.

Судя по этим данным вопрос об остаточных напряжениях после нагрева до 600*С вполне уместен. Но думаю, что так, как я поставил задачу мне не удастся задать остаточные напряжения (даже если бы я знал удобный технический способ в Ansys) из-за недостаточности скаляра (предел текучести) для построения вектора (остаточные напряжения)

"Для снятия напряжений и улучшения стойкости сварных соединений кроме закалки сварные конструкции подвергают стабилизирующему отжигу при 850-900°С." - чуть выше ...

[nofate 0]

"Для снятия напряжений и улучшения стойкости сварных соединений кроме закалки сварные конструкции подвергают стабилизирующему отжигу при 850-900°С." - чуть выше ...

Да, это так, у меня не совсем отжиг, хотя по тепловому воздействию близок к нему (длительно 600-650*С и небольшое время до 750-800*С). Я думаю, что эффект снятия напряжений достаточно сильно проявляется в таком случае.