Исследование процессов обработки давлением в программе ls-dyna

Процессы обработки металлов давлением находят широкое применение во многих отраслях промышленности: авиастроении, вагоностроении, судостроении, машиностроении и др. К примеру, автомобиль на 75-80 % состоит из деталей полученных методами ОМД.К процессам ОМД относят процессы горячей и холодной штамповки, прокатки, осадки, ковки, гибки, прошивки, вытяжки и многие другие. К отдельным методам ОМД можно отнести процессы изготовления гнутых профилей получаемых на профилегибочных станах.
Несмотря на очень широкое применение методов ОМД сами процессы еще не полностью изучены, что сдерживает разработку оптимальных технологий, позволяющих оптимизировать технологический процесс изготовления деталей и снизить расходы для их изготовления. В первую очередь это связано со сложностью процессов, происходящих при пластическом деформировании металла при обработке металлов давлением. Исследованию пластического течения посвящено немало учебной литературы, где выводятся расчетные значения для различных процессов ОМД. Однако теоретические формулы можно вывести только для относительно не сложных процессов и с большими допущениями, например, к процессам гибки, вытяжки, осадки и к заготовкам простой формы: цилиндра, круглой формы, плоского квадратного листа. При применении заготовок более сложной формы и применению более совершенных методов обработки давлением данные формулы уже не работают или дают значительную погрешность и не могут применяться при разработке рациональных технологий. Применяемые в теории <a rel=»nofollow» onclick=»javascript:pageTracker._trackPageview(‘/outgoing/article_exit_link’);» href=»http://dynaomd.ru/OMD.htm»>ОМД</a> различные приближенные методы сложны в применении и требуют тщательного подхода при их использовании.
Выходом из этой проблемы является применение программ основанных на методах конечных элементов. Наиболее рациональный подход — это <a rel=»nofollow» onclick=»javascript:pageTracker._trackPageview(‘/outgoing/article_exit_link’);» href=»http://dynaomd.ru/»>применение программы LS-DYNA</a>. Программа предназначена для расчетов быстротекучих, динамичных задач физики и процессов, имеющих значительную нелинейность, и очень хорошо подходит для решения задач ОМД, поскольку течение пластической деформации в процессах ОМД обладает большой нелинейностью и быстопротекаемо.
Программа LS-DYNA позволяет моделировать практически все процессы ОМД, начиная от простой подгибки или осадки заготовки и заканчивая деформацией многослойных сплавов или деформацией взрывом. При этом в отличие от теоретических исследований, где есть значительные ограничения по размерам и форме заготовки здесь отсутствуют ограничений. Это связано с тем, что при построении конечно-элементой модели выполняется разбиение заготовки любой сложности на элементарные ячейки (пирамиды, четырехугольники, треугольники и др.). И таким образом, значительно расширяя области применении данной программы.
Моделирование процессов ОМД в программе LS-DYNA позволяет вычислить все необходимые параметры: НДС в любой точке детали и деформируемого инструмента в любой заданный момент времени, а также энергетические параметры процесса, значения усилий и моментов, нормальных и касательных сил, контактные значения процесса и многое другое, что необходимо при создании оптимального технологического процесса, для глубокого анализа и понимания процессов, происходящих в заготовке при пластическом деформировании металла. Основные трудности моделирования в программе LS-DYNA это наличие разнообразного количества различных меню и параметров, требующих ввода, что требует высокой подготовки и глубокого понимания процессов и необходимость высокопроизводительных систем для их решения.