اهداف آموزش: با مطالعه این آموزش، اصول تحلیل و شبیه‌سازی نورد در آباکوس را فراخواهید گرفت. همچنین پس از مطالعه دقیق این آموزش کاربردی قادر خواهید بود تا به تعریف رفتار الاستو- پلاستیک ماده، سرعت دورانی در سازه، تعریف تماس Surface-to-Surface، اعمال بار Predefined Field در آباکوس بپردازید.
در باب اهمیت فرآیندهای شکل‌دهی فلزات در مثالهای کاربردی پیشین بحث کرده‌ایم و قصد نداریم تا به تکرار سخنان کلیشه‌ای بپردازیم. از این‌رو تصمیم گرفتیم تا شما را در یک مثال عملی با موضوع فرآیند نورد که از روش‌های پرکاربرد و قدیمی شکل‌دهی به شمار می‌رود آشنا کنیم. با ما همراه باشید تا به مدلسازی و تحلیل فرآیند نورد دو بعدی در یک ورق ضخیم بپردازیم.
فرآیند نورد چیست؟
نورد (Rolling) یکی از روش‌های شکل‌دهی مواد دارای قابلیت تغییر شکل پلاستیک است که در طی آن، محصولات از بین یک یا چند جفت غلتک چرخان گذرانده شده و در اثر تنش فشاری اعمال شده توسط غلتک‌ها سطح مقطع کاهش می‌یابد. شرایط نورد بگونه‌ای است که میتوان کرنش صفحه‌ای را حاکم بر فرآیند دانست.
صورت مسئله تحلیل و شبیه‌سازی نورد در آباکوس
ورقی مستطیلی به طول 9.2cm و عرض 2cm در نظر بگیرید. خواص مکانیکی ورق در ناحیه پلاستیک در جدول زیر نشان داده شده است.
حوزه کاربرد: مهندسی مکانیک – مهندسی مواد (متالورژی) – مهندسی صنایع
| (Stress (Pa | Strain |
|---|---|
| 1.6872E+008 | 0.0 |
| 2.1933E+008 | 0.1 |
| 2.7202E+008 | 0.2 |
| 3.0853E+008 | 0.3 |
| 3.3737E+008 | 0.4 |
| 3.6158E+008 | 0.5 |
| 3.8265E+008 | 0.6 |
| 4.0142E+008 | 0.7 |
| 4.1842E+008 | 0.8 |
| 4.3401E+008 | 0.9 |
| 4.4845E+008 | 1.0 |
اگر مدول یانگ ورق 150GPa و نسبت پواسون آن برابر 0.3 باشد، رفتار ورق را در فرآیند نورد بوسیله یک غلتک با شعاع 17cm مورد بررسی قرار دهید.
حل مساله تحلیل Cold Rolling در Abaqus
در گام نخست به ایجاد مدل هندسی در ماژول Part بپردازید. از آنجایی که در این فرآیند، ورق امکان تغییر شکل را دارد و رفتار غلتک در مقایسه با آن از سختی بیشتری برخوردار است (تغییر شکل در غلتک بسیار محدود است)، غلتک را به منزله جسم صلب مدل کرده و در تحلیل وارد میکنیم. لذا ضروری است که یک نقطع مرجع برای غلتک در مرکز دایره تعریف نماییم (آشنایی با Reference Point در آباکوس). از این‌رو، مطابق ابعاد داده شده در صورت مسئله به ایجاد دو قطعه مجزا (مطابق تصاویر زیر) بپردازید.
در ادامه، خواص مکانیکی مورد نظر برای ورق (در صورت سؤال) را در محیط Property وارد کرده و به تعریف یک سطح مقطع از نوع Solid همگن بپردازید. فراموش نکنید با توجه به صلب بودن غلتک، نیازی به تعریف ماده و سطح مقطع برای آن نداریم. از آنجایی که قصد داریم فرآیند حل را از نوع Explicit انتخاب کنیم، تعریف چگالی ضروریست (7850Kg/m^3).
با ورود به محیط Assembly ورق و غلتک را نسبت به هم مونتاژ کنید. برای قرارگیری صحیح ورق در زیر غلتک می‌توانید از شکل زیر کمک بگیرید.
در ماژول Step یک حلگر از نوع Dynamic, Explicit با بازه زمانی 0.089286 تعریف کنید.
مطابق مدلسازی فرآیندهای شکل‌دهی، در فرآیند نورد نیز نیاز به تعریف رفتار تماسی بین ورق و غلتک وجود دارد. لذا در ماژول Interaction برای رفتار مماسی ضریب اصطکاکی معادل 0.3 را لحاظ کنید.
همچنین، یک رفتار تماسی از نوع Surface to Surface بین ورق و غلتک تعریف نمایید.
با انجام مراحل فوق، کار در محیط Interaction خاتمه یافته و مسئله برای اعمال شرایط مرزی آماده خواهد شد. از این‌رو، در ماژول Loadبه تعریف شرایط مرزی مورد نیاز خواهیم پرداخت. در گام اول، غلتک را از نقطه مرجع (RP) در راستای 1 و 2 مقید کنید.
سپس لبه پایینی ورق را در جهت 2 محدود کنید و به نقطه مرجع غلتک سرعت دورانی 6.2832 رادیان بر واحد زمان وارد کنید.
همچنین با استفاده از Predefined Field در آباکوس سرعت اولیه‌ای معادل 1.0367 واحد (به سمت راست) به ورق بدهید.
عملیات آماده سازی مسئله برای حل، با ایجاد یک شبکه اجزای محدود ساده بر روی ورق در ماژول Mesh به پایان میرسد. تصاویر متحرک زیر نشان‌دهنده کانتور کرنش پلاستیک معادل ورق در فرآیند نورد پس از تحلیل اجزای محدود است.
تذکر:فایل inp این پروژه (شبیه‌سازی فرآیند نورد در Abaqus ) از لینک زیر قابل دانلود است.
منبع: آکادمی نرم‌افزارهای مکانیک
سلام, ببخشید شکل ها تون رو با چه نرم افزاری ویرایش می کنید؟ خیلی خوب و حرفه ای اند
درود بر شما
مجموعه Snagit، البته ویرایش نهایی توسط Photoshop انجام میشه….
سلام
من طبق روند شما انجام میدم اما تحلیل درست نمیشه؟ resualt رو که میزنم غلتک با ورق اصلا فاصله میگیره چرا؟
فایل رو امکان داره قرار بدید یا برام ایمیل کنید؟
سلام
این مراحل بررسی شده و با گرفتن خروجی مورد نظر در سایت قرار داده شده
لطف کنید مراحل را با دقت دنبال کنید، در بحث شرایط مرزی وقت بیشتری بگذارید
ممنون اما هر کاری میکنم نمیشه. 🙁
فایل inp مسئله را از اینجا دانلود کنید
سلام
مراحلگفته شده رو انجام میدم اما نمیتونم جواب شمارو بگیرم، چرا؟
میشه لطفا فایل cae رو بگذارید تا بتونیم استفاده کنیم؟
لطف کنید قبل از ارسال یک نظر، به دقت مطلب را مطالعه کنید
فایل inp برای دانلود قرار داده شده
خیلی ممنونم . یه سوال داشتم اینکه الان با ران کردن این inp من دیدم خروجی فقط peeq و u هست اما من تنش و کرنش رو هم میخام. چکار بایستی بکنم؟
در ماژول step، بخش Field Output تیک مربوط به گزینههای مورد نظرتون را فعال کنید
مشکل اینجاست که وقتی با inp ران میگیریم دیگه اون قسمت ها فعال نیستن که بخایم تیک اون گزینه هارو فعال کنیم 🙁
قرار بود با همین فایل inp مقایسه کنید تا مشکل کار خودتون مشخص بشه
مشکل حل شد از طریق import کردن فایل inp اما چرا 9 تا step داریم در اموزش که گفته شده یک step داریم؟؟؟؟؟
چون تصمیم بر این بوده که خروجی تحلیل در قالب فایل gif هم در اختیار دوستان قرار داشته باشه، فرآیند مورد نظر به گامهای بیشتر (و طبیعتا کوچکتر زمانی) تقسیم شده‌اند
شما با همین روشی هم که در مثال توضیح داده شده تحلیل کنید خروجی یکسان خواهد بود
سلام اقای مهندس
من میخام طول plate رو افزایش بدم اما امکان تغییر در پارت نیست بایستی چکار کنم؟
سلام
برای آشنایی با ویژگیهای فایل inp این پست را بخونید
من این فایل را قرار دادم تا دوستانی که مشکل دارن مقایسه انجام بدهند و ایراد کار را برطرف کنند
حالا شما یک فایل در اختیار دارید، روند حل هم کامل توضیح دادم در این پست، سخته که خودتون مدلسازی را از اول انجام بدید؟!!
هرکاری میکنم نمیشه، چطور میتونم فایل cae رو تهیه کنم؟
دقیقا در چه قسمتی مشکل دارید؟
مدل هندسی؟ مونتاژ؟ تعریف ماده؟ تماس؟
من با توضیحاتی که داده شده انجام میدم اصلا شدنی نیست، اطلاعات حاوی فایل inp خیلی فراتر از این هست.
من الان دقیقا همین مساله رو میخام حل کنم اما برای یک plate با عرض 2 میلی متر و طول مثلا 200 میلی متر و شعاع غلتک 150 میلی متر. اما نمیشه هندسه رو تغیییر داد و همه چیز بر اساس هندسه جدید هم ک میکشم تغییر میکنه
خب مگه فایل inp. در اختیارتون نیست؟
قرار دادن همین فایل هم جزء سیاست سایت ما نیست
به توضیحات پست کاری نداشته باشید
گام به گام با همون فایل جلو برید
شما قصد دارید یه تحلیل جدید انجام بدید ولی نمیخواهید از اول خودتون شروع کنید، دنبال این هستید که یک فایل آماده باشه، شما هم دو تا پارامتر را تغییر بدید و ….
تعریف مدل را که گفتم، متریال را توضیح دادم، تماس و گام حل را توضیح دادم، بارگذاری هم که موجوده، دیگه چه اطلاعاتی لازم دارید؟
موفق باشید
سلام ممنون بابت مثال های خوبتون
فقط یه سوالی داشتم مهندس، درصد کاهش سطح مقطع برای این مثال شما چقدر است؟
سلام و تشکر از حسن نظرتون
25 درصد
عذر میخام چطور این رو تعیین کردید؟
عرض نمونه 20 میلی متر هست و در محیط اسمبلی غلتک رو در فاصله 5 میلی متری آوردید, آیا میزان کاهش سطح مقطع رو به این ترتیب تعیین کردید؟ پس برای درصد های مختلف بایستی این میزان یعنی 5 میلی متر را در محیط اسمبلی تغییر بدیم درسته؟
ما در نورد بحث ریداکشن (Reduction) را داریم که با همین روشی که گفتید محاسبه میشه
به عنوان اخرین سوال
من همیشه با aproximate size مشکل داشتم
این مقدار رو شما رسم هندسه غلتک و همینطور صفحه چقدر درنظر گرفتید؟
انتخاب اندازه صحیح المان برای رسیدن به یک حل صحیح، معیارهای مختلفی داره
توصیه میکنم آموزشهای زیر را حتماً مطالعه کنید:
* تاثیر تعداد المان ها بر همگرایی جواب ها در آباکوس (لینک)
* آموزش دانه بندی در آباکوس (لینک)
اندازه در نظر گرفته شده برای المانهای ورق 2.5 واحده، غلتک هم با توجه به اینکه analytical rigid لحاظ شده نیازی به مشزنی نداره
* آموزش مدل سازی قطعه صلب در آباکوس (لینک)
ممنون
اما منظور من aproximate size استفاده شده در کشیدن پارت ها بود.
من فکر کردم approximate global size مربوط به مش منظورتونه
عددی که وارد میکنید فضای کاری طراحی شما (ورق شطرنجی موجود در پس زمینه) را تعیین میکنه
مثلا اگر عدد 200 را در نظر بگیرید، آباکوس یک صفحه شطرنجی با ابعاد 200*200 واحد در اختیارتون قرار میده (از مرکز مختصات به سمت هر کدام از محورها 100 واحد)
بهتره که قطعه نهایی شما در محدوده sheet مشخص شده قرار بگیره
سلام
ممنون از سایت و توضیحات خوبتون.
چندتا سوال داشتم. پیشاپیش بابت تعداد زیادشون عذرخواهی می کنم.
1-سرعت حرکت ورق، 2-سرعت چرخش رول ها و3- time periodچطور تعیین میشه؟به چه عواملی وابسته هست؟
و در یک شبیه سازی سه بعدی dynamic explicit درتعیین شرط مرزی سرعت برای غلتک ها نیاز به تعریف amplitude هست . چطور تعیین میشه؟ در مثالی دیدم که به صورت 0-1 و 1-1 وارد شده بود و گفته بودن با سعی وخطا به دست میاد…
و اینکه آیا این چهار پارامتری که پرسیدم به هم ربط دارن و باتغییر یکی بقیه هم باید تغییر داد؟
ابعاد ورق من 30*800*1000 میلی متر هست و طول غلتک ها1000 که باید در طول ورق که 1000هست حرکت کنن.سرعت پیشنهادی که در یک فایل آموزشی برای این ابعاد ذکر شده 6.25برای غلتک ها 1 برای ورق . زمان حل 1 وamplitude همانطور که در بالا عرض کردم به صورت 0-1 ,1-1وارد شده.اما واحد هیچکدوم ذکر نشده و چون فایل آموزشی حاوی اشتباهات زیادی در واحد ها بود و از واحد های سازگار استفاده نکرده من که ابعادم رو si وارد کردم میتونم از این مقادیر استفاده کنم ؟ ومقادیر پیشنهادی شما برای این ابعاد ورق و غلتکی که ذکر کردم چیه؟
صمیمانه از توجه شما سپاس گزارم.
سلام
سرعت حرکت ورق و سایر پارامترها که وابسته به فیزیک مسئله هستند؛ در شبیه‌سازی سعی بر اینه که بیشترین تطبیق با واقعیت وجود داشته باشه (بحث آموزش جداست، ممکنه در یک مثال آموزشی برای فهم بیشتر موضوع تغییراتی ایجاد بشه)
در خصوص دامنه هم یک پست اختصاصی در سایت موجوده، میتونید استفاده کنید (لینک)
برای بحث واحدها هم به پست مربوطه مراجعه کنید (لینک)
شرایط مرزی و سرعت به ماهیت مسئله برمیگرده، مطابق مرجعی که دارید عمل کنید
موفق باشید . . .
سلام، تشکر از شما بخاطر مطالب ارزشمندی که قرار میدهید.من فرآیند نورد این مسئله رو انجام دادم.حالا میخوام از ورق نورد شده تست کشش بگیرم.با توجه به کرنش سختی ایجاد شده در مدل و تنشهای پسماندی که در قطعه نورد شده ایجاد شدن، باید چطوری اینکار رو انجام بدم.؟
با تشکر
سلام
میتونید این پست را مطالعه کنید : لینک
موفق باشید . . .
با سلام خدمت شما.من یک تحلیل نورد گرم به این صورت که یک ورق تخت با ضخامت 10میلی متر توسط دو غلتک طی 5 پاس به صورت رفت وبرگشتی ,ضخامتش به 3میلی متر میرسد.ابعاد ورق قبل از نورد 10*100*85 میباشد.عرض ورق که 100 میلی متر میباشد قبل وبعد از نورد ثابت است.نورد در حالت گرم انجام شده است و دمای ورودی قطعه 1100 ودمای خروجی قطعه 800 درجه سانتی گراد میباشد.ضخامت آن در پاس اول به 7 وپاس بعدی 5.3وبه ترتیب به 4.2و3.5 و در پاس پنجم به 3 میلی متر میرسد.می خواستم برای تحلیل این نورد راهنماییم کنید.
1-از چه نوع step استفاده کنم.coupled tem-displacement یا dynamic,temp-dis,explicit?
2-در ماژول interaction,از چه نوع ,procedureوکانتکتی استفاده کنم؟
3-از چه نوع مشی وبا چه ابعادی استفاده کنم؟
4-آیا میشود نیروی نورد را به دست آورد؟چگونه
5-اگر امکانش میباشد مراحل تحلیل را به صورت مختصر برایم توضیح دهید که در هر مرحله باید چه کار کنم تا حل دقیقی داشته باشم.با تشکر
سلام
دوست عزیز سؤال شما یک پروژه کامله
در قالب یک کامنت امکان پاسخگویی وجود نداره
موفق باشید . . .
سلام
در تحلیل نوردی دیگر وقتی سابمیت میزنم نرم افزار شروع به حل کردن میکنه تا توتال تایم 1.2 (بعد از 3 ساعت ران ) روی 1.2 ثابت می ماند و هیچگونه تغییر یا اروری نمیدهد؟ تایم پریود =2 و اینکریمنت = 1 . مشکل کجاست ؟
ممنون میشم پاسخ رو روی ایمیل بفرستید.
سلام
بدون دیدن مسئله و شرایطی که تعریف کردهاید نظری ندارم
به سؤالات در همین سایت پاسخ داده خواهد شد
موفق باشید . . .
با سلام و خسته نباشید ممنون میشم به سوالات زیر پاسخ دهید :
1- چگونه میتوان ورقی ک یکبار نورد شده را دوباره نورد کرد؟( 3پاس ،5 پاس و … )
2 – چگونه میتوان شرایط آنیل شدن را برا ی ورق قبل از نورد اعمال کرد ؟
3 – چگونه می توان تنش را در راستای ضخامت ورق نورد شده بدست آورد ؟ ( مهم )
باتشکر.
سلام
مطالب سایت را با دقت مطالعه کنید؛ پاسخ سؤالهاتون را میگیرید (مثال: آموزش Predefined Field در آباکوس)
سلام نورد مورد بحث من ECAR می باشد یعنی ورق بعد از رول از دوتا قالب با زاویه شکست عبور میکند. از کجا می تونم دمای دقیق رول ، قالب ها و ورق رو بدست بیارم ؟
با تشکر
لطف کنید قبل از طرح سؤال، مطالب سایت را مطالعه کنید
آموزش تعیین پارامترهای خروجی در آباکوس در سایت موجوده، مطالعه بفرمایید
تعیین خروجی در آباکوس
با سلام و احترام
استاد محترم در تحلیل نورد گرم برای تعریف خواص مکانیکی
باید تنش و کرنش را از نمودار تست فشار را قرار دهیم یا تنش و کرنش از تست کشش.کدام درست تر میباشد و تحلیل درست تری را به ما می دهد.
اگر جواب نمودار فشار است تا چا کرنشی و اگر تست کشش است تا چه کرنشی ؟
سلام
میتونید از دادههای کششی استفاده کنید
در خصوص اینکه تا چه محدودهای از کرنش باید داده وارد کنید هم بدیهیه که بستگی به مسئله شما و میزان کرنشی داره که در مسئله دارید
موفق باشید . . .
با سلام واحترام
ممنون از پاسختون
در خصوص سوال بالا
آیا امکان استفاده از نمودار فشار میباشد
سلام
منظورتون از امکان استفاده چیه؟ از لحاظ تئوری یا از نقطه نظر نرمافزاری؟
از نقطهنظر تئوری که میتونید به مقالات مراجعه کنید تا متوجه بشید معمولاً از چه دادهای استفاده میشه
از لحاظ بکارگیری در آباکوس هم تفاوتی وجود نداره، شما هر دادهای تعریف کنید، Abaqus بر همون اساس تحلیل را انجام خواهد داد
موفق باشید . . .
سلام مهندس ییخشید د رتحلیل فرایند نورد در ماژول استپ اونجایی که میخواییم HISTORY OUTPUT REQUST انتخاب کنیم بعد دومین روی ست وقطعه انتخابی میزاریم و تنش وکرنش ودما انتخاب میکنیم با ارور زیر مواجه میشیم
چکار میشه کرد که ارور برطرف بشه
مرسی ممنون
The cpset or the surface parameter must be specified for history contact output
The nset parameter can only be used for bondstat or bondload output
Analysis Input File Processor exited with an error.
سلام
این خطا در مسائل تماسی مربوط به درخواست ثبت خروجی نادرست میشه
یعنی شما قصد ثبت یک داده نادرست در تحلیلتون را دارید
یعنی هیستروی اوتپوتی که انتخاب میکنم اشتباست؟؟
من دما -تنش -کرنش وجابجایی انتخاب مکینم فقط
بله
ممکنه با توجه به نوع حلگر نیاز باشه تا در یک set خاص درخواست خروجی داشته باشید
ممنون از جوابتون
من HISTORY OUTPUT فقط تنش کرنش دما جابجایی انتخاب کردم
اشتباست ؟؟
من که مسئله شما رو ندیدهام
نظری ندارم
با سلام
در تحلیل نورد گرم 5 پاسه به صورت رفت و بر گشتی یک ورق تخت که توسط دو غلتک ضخامتش از 10 به 3 میرسد و دمای اولیه قطعه 1000 درجه سانتی گراد است.
استاد محترم
من انتقال حرارت به صورت تشعشع -همرفت و رسانش را در نظر میگیرم اما دمای قطعه هیچ تغییری نمی کند و کاهش نمیابد.دلیلش چیست.
امکانش هست توی سایت یک تحلیل نورد گرم انجام دهید تا توی نحوه تعریف قسمت انتقال حرارت راهنمایی کنید.ممنون
سلام
مثالهای تعریف انتقال حرارت در سایت موجوده؛ با یک جستجوی ساده به همه مثالها دسترسی خواهید داشت
میتونید از همین مثالها استفاده و الگوبرداری کنید در مسئله مورد نظرتون
موفق باشید . . .
سلام. با تشکر از مطالب خوب شما. در فرآیند شکل دهی گرم تفاوت TEMP با NT11 در چیه؟ باید از کدوم استفاده کرد؟ در مسئله من NT11 تغیر نمیکنه و همون دمای اولیه میمونه ولی TEMP تغییر میکنه
با تشکر
سلام
من متن Documentation آباکوس را برای شما ارائه میکنم:
NT
All temperature values at a node, including those imported using the TEMP co-simulation field ID. These will be the temperatures defined as degrees of freedom if heat transfer elements are connected to the node, or predefined temperatures if the node is connected only to stress or mass diffusion elements without temperature degrees of freedom.
TEMP
Temperature.
بازم سلام مهندس نورد من 4 غلتک ،تماس بین دو جسم صلب که در حال حرکت میباشند باید به چه صورت باشه؟؟
سلام
بدون درک ابعاد مسئله اظهارنظر نمیکنم
موفق باشید . . .
سلام مهندس سروری
یه سوال داشتم در مورد زمان مورد استفاده در مسائل دینامیکی هستش
شما گفتین که این زمانها، زمان های واقعی هستن ولی زمانی که شما وارد کردین بنظرم خیلی کمه . سوال اصلیم اینه که این زمانهایی که با چند رقم اعشار وارد میکنین رو چطور بدست میارید ؟ با سعیو خطاس یا مطابق با آزمون های عملی؟
با تشکر
سلام
این مثال یکی از بنچمارکهای موجود در Documentation بوده
فرآیند نورد یک پروسه چند مرحله ای است
با توجه به همین مقدار زمان و سرعت دوران غلتک هم مشاهده میکنید که عملیات نورد روی ورق تقریبا کامل شده
ممنونم از پاسختون اقای مهندس
مثال های حل شده در Documentation تو بخش های مختلف هست یا همشون تو همین بنچمارک موجوده؟
من این اصطلاحو سرچ کردم تو Documentation ولی نتونستم مثال حل شده هارو پیدا کنم
متشکرم
راهنمای Documentation در سایت موجوده؛ مطالعه کنید (لینک)
با عرض سلام و خسته نباشید
جناب مهندس من مراحل را طبق گفته شما انجام دادم ولی در قسمت نتایج اون قسمتی که ضخامتش کاهش پیدا کرده وقتی از زیر رول بیرون میاددوباره ضخامتش زیاد میشه.مشکل کجاست؟با تشکر
سلام
فایل inp در دسترس قرار گرفته؛ مقایسه کنید ببینید مشکل کار از کجاست