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
با سلام
– تو سایت هیچ مطلبی از بارگذاری متحرک (رولینگ کردن تایر خودرو )پیدا نکردم آیا تو فایل آموزشیتون میشه اطلاعاتی کسب کرد در این رابطه؟
– میخواستم بدونم برای شبیه سازی رولینگ تایر خودرو از کجا باید کارمو شروع کنم اصلن؟
– برای شبیه سازی این تایر با سرعت حرکت بالا (مثلا120 ک بر س) باید سابروتین نویسی کرد یا در اباکوس cae میشه با ماژول ها بار متحرک رو فهموند؟
سلام
سرفصلهای آموزشی به تفکیک معرفی شده؛ میتونید مطالعه بفرمایید
در یک آموزش امکان این وجود نداره که به همه مسائل پرداخت
همه آموزشهای بروز دنیا هم همین خط سیر را دنبال میکنن؛ یعنی آموزش اصول و قواعد
هر کس بنابر نیاز خودش در زمینه مورد نظر میتونه تسلط پیدا کنه
در خصوص آشنایی با روند حل مسئله در آباکوس هم در سایت مطلب موجوده میتونید مطالعه کنید
سلام جناب مهندس سروری ممنون بابت سایت خوبتون
من دارم نورد رو برای حالتی که غلتک هم تغییر شکل پذیر هست مدل میکنم منبعی در دسترس دارید که تو این نوع تحلیل نورد بتونم ازش کمک بگیرم؟
سلام
خیر متأسفانه
اصول کار مشابه همین مثال هست؛ تفاوت چندانی وجود نداره
سلام ببخشید شاید سوالم کمی بی ربط به موضوع سایت باشه
یک مهندس مکانیک باید چه چیزهایی را مسلط باشه؟چون بعضا دیده شده که بعضی از مهندسین مکانیک چند تا نرم افزار و چند تا گرایش رو با هم مطالعه میکنند
مثلا هم تو حوزه کامپوزیت هم خودرو هم بیومکانیک هم نظامی و حتی رباتیک مطالعه دارند
چطور میشه تمام این ها رو به علاوه دروس اصلی و پایه و با نرم افزارهای مربوطه هندل کرد؟
آیا روش خاصی وجود داره و باید برنامه ریزی خاصی داشت ؟یا هر موقع هر کدام رو لازم دونستیم مطالعه کنیم؟
سلام
تسلط صددرصدی به همه موارد در کنار نرم افزار و . . . کار بسیار زمانبریه
شما باید دروس اصلی و مفاهیم را به نحو احسن تسلط داشته باشید
بسته به نوع کاری که قصد دارید انجام بدید این مفاهیم را در اون کانال خاص قرار بدید و در اون مورد خاص مسلط بشید
در واقع یادگیری همه موارد با نرم افزار و . . . در صورتی که استفاده ای نداشته باشه مفید نیست و اتلاف وقته
اگر شخصی در زمینه کاری خودش کارشناس باشه خیلی موفق تر خواهد بود تا اینکه مثل یک دریای کم عمق
بقول سعدی علیه الرحمه: “عالم بی عمل به زنبور بی عسل مانَد”
من به شکل کلی پیشنهاد میکنم روی دروس اصلی مسلط باشید؛ هر کاری هم که نیاز باشه به هر حال از همین مجرا میگذره
سلام ببخشید من یک فایل دستگاه تراش رو از کتیا وارد آباکوس کردم با فرمت استپ اما خیلی مشکل برخوردم از بارگذاری تا شرایط مرزی و مش زدن میخوام مقدار انحراف ریل رو هنگام بارگذاری استاتیکی ببینم
فایل کتیام هم یه تیکه است یعنی مونتاژی نیست
سلام
پیشنهاد میکنم در نرم افزارهای تخصصی مثل هایپرمش یا حتی NX که توانایی شناخت هندسه را به شکل دقیق دارند کار مش زنی را انجام بدید و بعد مدل مش خورده را در قالب فایل inp وارد آباکوس کنید
سلام خسته نباشید
با تشکر از سایت و مطالب خوبتون
من برای انجام پروژه شبیه سازی نیاز به جداول تنش-کرنش فولاد ضد زنگ و آلمینیم دارم.
بی زحمت راهنمایی کنید از کجا میتونم بدست بیارم.
سلام
کافیه ماده مورد نظرتون را گوگل کنید؛ به تعداد کافی مطلب و نمودار و داده در مورد مواد پرکاربرد وجود داره
مقالات هم یک گزینه قابل اعتماد محسوب میشن
کتاب atlas of stress-strain curves هم یک منبع حرفه ای و معتبره
سلام.
میشه راجع به نورد پیچ با استفاده از قالب رفت و برگشتی در آباکوس توضیح بدین
سلام
فعلا در برنامه قرار نداره
سلام لطف میکنید برای نورد گرم فولاد مثالی داخل سایت بگذارید؟
سلام
فعلا در برنامه نیست
سلام آقای مهندس وقت بخیر
1- ببخشید وقتی یک فرایند نورد رو با حلگر دینامیک اکسپلیسیت حل میکنم … یه سرعت به فلز میدیم که به سمت غلتک یا محوطه نورد حرکت کنه … اگه بخوایم بلا فاصله بعد از گاز گیری در نورد و درگیر شدن با غلتک ها سرعت و جابجایی فلز قطع شود و حرکت فلز به سمت خروجی نورد تحت غلتک انجام شود .. امکان هست که بعد از درگیری فلز با غلتک .. خود غلتک فلز رو جابجا و به اصطلاح به خروجی نورد ببرد ؟؟ من یه میزان جابجایی به فلز دادم تا اون نقطه ای که قرار وارد محیط نورد بشه و بعد از اندکی درگیری و نورد .. جابجایی اون به اتمام رسید .. مثلا فاصله لبه جلو فلز تا نقطه ورود به غلتک 70 سانتیمتر باشه .. من یه دیس پلیسمنت یا جابجایی با سرعت یا ولاسیتی مشخص به فلز دادم ..اما پس از اتمام میزان جابجایی و درگیری با غلتک … غلتک ها روی فلز میپرخیدند و به درون خود فلز رو نمیکشیدن … خواستم بدونم این کار عملی هست یا خیر و چگونه … اصطکاک رو هم تغییر دادم اما فایده نداشت
2- و اینکه سرعت غلتک ها بر حسب رادیان بر ثانیه هست و سرعت خطی فلز برحسب میلیمتر بر ثانیه ؟ با توجه به واحد میلیمتری بودن … خیلی ممنون از شما و توجه تون
سلام
مسئله برخورد توپ به صفحه که در سایت حل شده را مشاهده کنید و الگو بگیرید
سلام جناب مهندس
آزموش خیلی خوبی بود ، فقط یک سوال داشتم در مورد اطلاعات ترمومکانیکال را باید وارد کنم منظورم برای نورد گرم هست؟
سلام
بله