Xem mẫu
- HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM DEFORM 3D
DEFORM là một phần mềm tính toán mô phỏng quá trình dựa trên phương pháp ph ần
tử hữu hạn (FEM) nhằm phân tích các quá trình tạo hình và sử lí nhi ệt khi t ạo hình kim lo ại
và các công nghệ liên quan. Bằng việc mô phỏng quá trình sản xu ất trên máy tính, đây là công
cụ tiên tiến cho phép nhà thiết kế và kĩ sư:
Kiểm nghiệm các điều kiện trên máy tính mà không cần có nhà xưởng (workshop),
Dễ dàng, nhanh chóng với các giả lập “Nếu-thì”.
Cải thiện việc thiết kế dụng cụ và khuôn mẫu nhằm hạ giá thành sản phẩm, ti ết ki ệm
vật liệu.
Rút ngắn thời gian tung sản phẩm mới ra trường.
Các sản phẩm của hệ thống DEFORM
1. DEFORM -2D (2D)
Sử dụng trên nền UNIX/LINUX (HP, DEC, LINUX) và chạy rất tốt v ới máy tính cá nhân
trên nền các window XP/Vista. Có khả năng gi ải cho mô hình bi ến d ạng ph ẳng ho ặc các chi
tiết đối xứng với một mô hình 2 chiều.
2. DEFORM-3D (3D)
Sử dụng trên nền UNIX/LINUX (HP, DEC, LINUX) và cũng chạy r ất t ốt v ới máy tính cá
nhân trên nền các window XP/Vista. DEFORM-3D có khả năng gi ải được các bài toán ph ức
tạp với mô hình 3 chiều và các đặc tính dòng chảy. Nó rất lý tưởng để gi ải cái bài toán ph ức
tạp khi bài toán đó không hề đơn giản với mô hình 2 chiều.
3. DEFORM -F2 (2D)
Chạy trên nền các máy tính cá nhân cài đặt Windows XP/Vista. Có kh ả năng gi ải các bài
toán với mô hình 2 chiều đối xứng hoặc biến dạng phẳng. Rất thuận lợi đ ể gi ải v ới các công
đoạn từ nhỏ đến trung bình trong mô hình phần tử hữu hạn.
4. DEFORM –F3 (3D)
Chạy trên nền các máy tính cá nhân cài đặt Windows XP/Vista. Giải r ất t ốt trong mô hình
3 chiều vơí các bài toán tạo hình ở trại thái thường, ấm và nóng.
5. DEFORM –HT
Trang 1
- Là chương trình phụ trợ cho DEFORM-2D và DEFORM-3D. Nhờ việc bổ xung cho các
mô hình biến dạng, DEFORM-HT có thể mô hình hoá các ảnh hưởng c ủa xử lí nhi ệt gồm có
độ cứng, cỡ hạt của tổ chức kim loại, biến dạng, ứng suất dư, và hàm lượng các bon.
Một số sản kết quả mô phỏng sử dụng phần mềm DeForm
Trang 2
- Trang 3
- Các tính năng:
Về biến dạng.
• Mô hình gồm biến dạng và truyền nhiệt cho mô phỏng các quá trình t ạo hình trong
điều kiện nguội, ấm, hoặc nóng.
• Cơ sở dữ liệu về vật liệu phong phú với nhiều hợp kim phổ biến bao gồm các lo ại
thép, nhôm, titan, hợp kim chịu nhiệt cao.
• Người sử dụng có thể đưa vào mô hình vật liệu cho lo ại vật li ệu b ất kì không có
trong thư viện vật liệu của chương trình.
• Cho thông tin về loại vật liệu, khuôn, tải, ứng suất từ khuôn, đ ộ h ạt, các yếu t ố ảnh
hưởng và phá huỷ dẻo.
• Các mô hình vật liệu cứng tuyệt đối, dẻo và dẻo nhớt, được coi là các mô hình v ật
liệu lí tưởng cho biến dạng lớn.
• Mô hình vật liệu đàn-dẻo cho các bài toán ứng suất dư và đàn hồi.(2D, 3D).
• Mô hình vật liệu xốp (porous material) cho mô hình biến dạng c ủa sản phẩm luyện
kim bột. (2D, 3D ).
Trang 4
- • Tích hợp các mô hình thiết bị tạo hình với các loại máy nén thu ỷ l ực , búa, máy nén vít
ve, máy nén cơ học.
• Người dùng viết chương trình con cho mô hình vật liệu, mô hình ứng su ất, phá hu ỷ
tiêu chuẩn và các hàm khác (2D, 3D).
• FLOWNET (2D, 3D) và dò điểm (ở tất cả các sản phẩm) cho nh ững vật li ệu quan
trọng theo thông tin.
• Vẽ đồ thị về nhiệt độ, ứng suất, biến dạng, phá huỷ và các bi ến số đơn gi ản khác
trong phần xuất kết quả.
• Tự động đặt điều kiện tiếp xúc ngay trong phần chia lưới
• Có khả năng phân tích biến dạng đa khối cho nhi ều phôi và phân tích ứng su ất c ủa
cặp khuôn (2D, 3D)
• Các mô hình đứt gãy ban đầu và nứt lan truyền dựa trên những thông số phá huỷ quen
thuộc cho phép mô hình hoá nguyên công cắt, đột dập, khoan, bào (2D, 3D).
• Về xử lí nhiệt: Mô phỏng quá trình thường hoá, ram, tôi…
Các bước cơ bản trong bài toán mô phỏng số:
1. Mô hình hình học:
Trang 5
- Từ yêu cầu kích thước của sản phẩm-> đưa ra các khuôn mẫu, dụng cụ gia công, phôi
thích hợp cho quá trình tạo hình. Các mô hình hình học (gọi là mô hình vì nó là ảo, không có
thực) có thể xây dựng trên các phần mềm khác như solidwork, Catia.. và lưu dưới đuôi *STL
sau đó nhập vào DeForm để thiết lập mô hình bài toán.
2. Mô hình vật liệu.
Mô hình vật liệu(Material Model-MM) cho các đối tượng được nh ập vào DEFORM. Đ ối
với những loại vật liệu phổ biến, thì MM có sẵn trong th ư vi ện c ủa ph ần m ềm và ch ỉ vi ệc
chọn và đưa vào sử dụng. Đối với mỗi loại vật li ệu m ới, MM phải t ự xây d ựng và đ ưa vào
như là một điều kiện bắt buộc. Thư viện vật liệu của phần mềm được trình bày như hình
bên dưới
Trang 6
- Thông tin về vật liệu
3. Chia lưới cho các đối tượng trong DEFORM (Meshing)
Sau khi nhập các đối tượng vào trong DEFORM cần chia lưới hữu h ạn cho các đ ối t ượng
ấy. Tức là chia đối tượng lớn thành các phần tử nhỏ (element) v ới s ố l ượng h ữu h ạn. S ố
phần tử của một đối tượng ảnh hưởng rất nhiều đến độ chính xác của bài toán và th ời gian
giải. Do đó tùy vào từng bài toán, vị trí của từng vùng trên đ ối t ượng... mà l ấy s ố ph ần t ử cho
phù hợp (cái này tùy thuộc vào kinh nghiệm và trực quan của người dùng).
Phần tử ở đây có nhiều dạng nhưng thông thường phổ biến loại phần tử khối sáu m ặt
(hexahedral) và khối bốn mặt (Tetrahedral).
4. Điều kiện biên
Đây là các điều kiện để gia công tạo hình vật li ệu, xử lí nhiệt cho vật li ệu... nh ư ma sát,
điều kiện công nghệ (lực, tốc độ biến dạng, tố độ dụng cụ...), điều ki ện nhiệt... đặt vào bài
toán sao cho gần với thực tế nhất.
Các bài toán khác nhau sẽ có điều kiện biên khác nhau.
Đây cũng là bước rất quan trọng trong bài toán mô ph ỏng vì người làm ph ải hi ểu bi ết,
nắm rõ được công nghệ mới đặt được điều kiện biên chính xác.
5. Giải bài toán
Trang 7
- Sau khi thực hiện xong các phần tiền xử lí (pre-processor) 1-2-3-4, cần phải xuất ra một
file để làm đầu vào cho phần mềm tự giải.
Thời gian giải bài toán có thể chỉ mấy phút, có thể mấy gi ờ, có thể cả tu ần ho ặc lâu h ơn
phụ thuộc vào số lượng phần tử, quy mô bài toán, phần cứng của máy tính.
(Để giảm thiểu thời gian giải và tài nguyên của máy tính cho vi ệc gi ải bài toán ng ười ta
đã xây dựng các phần mềm để tối ưu việc chia lưới, theo đó những vùng đ ược coi là quan
trọng sẽ chia lưới dày hơn những vùng kém quan trọng).
6. Kiểm tra kết quả
Sau khi giải xong bài toán, phần hậu xử lí (Post-Processor) là kiểm tra kết quả. Nếu tất cả
các bước 1-2-4 đã chính xác mà kết quả xa với thực tế thì do vấn đề chia lưới quá thô, do đó
cần chia lại lưới và giải lại.
a. Bắt đầu 1 bài toán.
Vào file, chọn new problem
Nhấn Next để tiếp tục và lựa chọn như hình dưới
Trang 8
- Tiếp tục nhấn Next và chọn tên bài toán của mình( ví dụ chọn là A1) sau đó nhấn Finish.
Giao diện màn hình có dạng như sau:
Nhấp vào biểu tượng nhỏ phía trên bên phải, c ạnh biểu tượng -Z đ ể ti ếp t ục
Khi simulation controls xuất hiện chọn như hình bên dưới
Trang 9
- Các bạn cũng có thể chọn hệ đơn vị là SI.
Tiếp tục chọn Step để cài đặt số bước thực hiện
Trang 10
- b. Nhập hình dạng của phôi và dụng cụ.
Trang 11
- Trên operation đã có sẵn workpiece dấu + nhỏ ngay phía dưới để add thêm chày ép và
khuôn ép, có thể thay đổi tên cho dụng cụ hoặc phôi tại object name
Tiếp tục nhấn vào work piece, nhấn vào Geometry để tải hình dạng c ủa phôi, nh ấn vào
import geometry chọn vào thư mục deform/v 6_1/Labs để chọn hình dạng theo tên c ủa chúng
dưới dạng đuôi STL, ví dụ ta nhấn chọn Tool_wear_lab1_workpiece cho Workpiece. T ương
tự cho Top Die và Bottom die.
c. Chia lưới.
Nhấn vào Mesh và chọn Workpiece, chọn như hình bên dưới:
Trang 12
- Nhấn generate Mesh để kiểm tra (xác nhận).
Tương tự với Topdie.
d. Xác định vật liệu.
Chọn General, chọn vào phôi và chọn vào biểu tượng khối hộp nh ỏ phía d ưới (bên c ạnh
Temperature) và tải vật liệu cho phôi là AISI 1035(1650-2200F) (sau khi nhấp vào steel)
Trang 13
- Tương tự chọn cho chày ép là AISI H_13(sau khi chọn Die material)
e. Xác định nhiệt độ ban đầu
Nhấn Assign temperature để đặt chế độ nhiệt độ chọn nhiệt độ cho phôi là 1700F, chày là
68F.
f. Xác định đối xứng hình học
Vào lại Geometry và chọn vào Symmetry Surface.
Lựa chọn các mặt đối xứng và nhấn vào biểu tượng Add
Trang 14
- Thao tác này chỉ áp dụng cho Bottom Die thôi vì nó không đ ược chia l ưới.
Còn phôi và chày ép được lấy đối xứng bằng vi ệc nhấn vào work piece và ch ọn Bdry.cnd
nhấp mặt đối xứng và chọn biểu tượng có dấu + .
Tương tự cho chày ép.
g. Truyền nhiệt
Chọn vào phôi , chọn tiếp Bdry.cnd, nhấn vào Heat exchange , chọn mặt truyền nhiệt và nhấn
+
Tương tự với chày ép.
Trang 15
- h. Quan hệ giữa các đối tượng
Lựa chọn biểu tượng có hai hình hộp nhỏ (phía trên)
Và nhấn yes sẽ xuất hiện một hộp thoại
Vào edit để sửa lại như hình dưới đây :
Trang 16
- Sau đó nhấn Close, nhấn Apply to other relation, nhấn Generate All
Các quan hệ ma sát sẽ được sáng ở các biên của phôi và chày
Trang 17
- i. Xác định độ cứng cho vật liệu
Chọn topdie và nhấn vào Advanced, chọn Elemen data, chọn hardness thay 0 bằng 55
j. Xác định chuyển động cùa chày.
Chọn Top die và nhấn vào Movement và lựa chọn như hình bên dưới:
Trang 18
- k. Tổng hợp đầu vào và chạy mô phỏng
Nhấn biểu tượng nhỏ màu xanh phía trên cùng để tổng hợp đầu vào, nhấn check
Và Generate. Nhấn OK. Nhấn biểu tượng màu nâu phía trên để exit khỏi pre processor.
l. Chạy mô phỏng và lấy kết quả
Trang 19
- Sau khi exit giao diện màn hình sẽ xuất hiện file A1.DB. Nhấn vào Run để chạy mô phỏng.
Một vài kết quả thu được
Trang 20
nguon tai.lieu . vn
