اهداف آموزش: در این آموزش آباکوس، با اصول حاکم بر مدلسازی کشش عمیق (Deep Drawing) در آباکوس آشنا خواهید شد. همچنین آشنایی با اصول مدلسازی شکل‌دهی فلزات در آباکوس، نحوه تعریف تماس در آباکوس، تعریف ضریب اصطکاک در آباکوس و مدلسازی قطعات صلب در آباکوس از مهم‌ترین مواردی است که با مطالعه این مثال آموزش‌محور فرا خواهید گرفت.
در ادامه سلسله آموزش‌های مرتبط با مثال‌های کاربردی پروژه محور در آباکوس، امروز با آموزش نحوه شبیه‌سازی فرآیند کشش عمیق ورق در نرم‌افزار آباکوس در خدمت شما دوستان گرامی خواهیم بود. فرآیندهای تغییر شکل فلزات از دیرباز مورد توجه و استقبال محققین در حوزه مهندسی مکانیک و مواد قرار گرفته است. فرآیند کشش عمیق (Deep Drawing) نیز بعنوان یکی از روش‌های شکل‌دهی فلزات، از مباحث جذاب و کاربردی در شبیه‌سازی اجزا محدود به شمار می‌رود. با ما همراه باشید تا یکی دیگر از دریچه‌های زیبای مکانیک را بر روی شما بگشاییم.
فرآیند کشش عمیق چیست؟
فرآیند Deep Drawing یا همان کشش عمیق یکی از فرآیندهای شکل دهی ورق است که ورق توسط بارهای مکانیکی اعمالی از طرف سمبه، شکل ماتریس یا همان قالب (Die) را به خود می‌گیرد.
صورت مسئله مدلسازی و شبیه‌سازی فرآیند Deep Drawing در Abaqus
ورقی به طول 10cm و ضخامت 1mm را مطابق شکل زیر در نظر بگیرید. قصد داریم با استفاده از فرآیند کشش عمیق، ورق مذکور را شکل دهیم. بر اساس هندسه و ابعاد نشان داده شده در تصویر زیر، مسئله را مدلسازی و تحلیل اجزای محدود کنید. ورق از جنس فولاد با مدول یانگ 210GPa و ضریب پواسون 0.3 بوده و رفتار آن در ناحیه پلاستیک مطابق جدول زیر است.
◄ حوزه کاربرد: مهندسی مکانیک – مهندسی مواد ( متالورژی صنعتی) – صنایع
| (Stress (Pa | Strain |
|---|---|
| 400000000 | 0.0 |
| 420000000 | 0.02 |
| 500000000 | 0.2 |
| 600000000 | 0.5 |
| 400000000 | 0.0 |
توجه داشته باشید که ابعاد ورق‌گیرها و پانچ را مطابق شکل زیر وارد کنید.
حل مسئله شبیه‌سازی فرآیند کشش عمیق ورق در آباکوس
بر اساس ماهیت مسئله، برای شبیه‌سازی فرآیند مذکور، به دو ورقگیر (Holder)، پانچ (Punch) و یک ورق نیاز داریم. از آنجایی که هندسه و بارگذاری موجود در فرآیند متقارن است می‌توانیم مسئله را به صورت تقارن محوری مدل کنیم (اگر هنوز شرایط تحلیل تقارن محوری را نمی‌دانید، این پست را مطالعه کنید: تنش صفحه‌ای، کرنش صفحه‌ای و تقارن محوری چیست؟). سختی مجموعه ورقگیر و پانچ در مقایسه با ورق بسیار بالاست، از این‌رو تنها عضو تغییر شکل‌پذیر را ورق در نظر گرفته و سایر اعضا را به صورت صلب مدل میکنیم. فراموش نکنید در قطعات صلب نیاز به تعریف نقطه مرجع یا RP خواهید داشت (آشنایی با نقطه مرجع در آباکوس).
با توجه به صلب بودن ورقگیر و پانچ، در ماژول Property آباکوس تنها به تعریف خواص مکانیکی الاستیک و پلاستیک برای ورق نیاز داریم.
در ادامه نیز، سطح مقطعی از نوع Solid و همگن تعریف کرده و به ورق اختصاص دهید.
سپس به ماژول Assembly رفته و بر اساس تصویر موجود در ابتدای مسئله، به مونتاژ مجموعه قطعات ورقگیر، پانچ و ورق بپردازید. در نهایت، تصویری مانند زیر خواهید داشت.
در مرحله بعد وارد محیط Step شوید. جهت جلوگیری از حرکت ورقگیر، گامی مجزا برای اعمال نیروی خارجی بر این عضو تعریف کرده و فرآیند شکل‌دهی ورق را در گامی مجزا انجام دهید. در نتیجه در محیط Step دو گام از نوع Static, General ایجاد کنید.
فرآیندهای شکل‌دهی را شاید بتوان بهترین مثال در خصوص مباحث تماس در نظر گرفت. از این‌رو در گام بعد، وارد ماژول Interaction آباکوس شده و بین ورقگیر و ورق و همچنین پانچ و ورق، دو تماس عمودی از نوع Surface to Surface تعریف کنید. برای اعمال ضرایب اصطکاک مناسب، می توانید از تصاویر زیر کمک بگیرید.
در گام بعد به ماژول Load آباکوس بروید و در Step اول به اعمال نیروی خارجی بر روی ورقگیر بپردازید.
در بخش شرایط مرزی نیز، ورق‌گیرها را مقید کرده و پانچ را به اندازه 3cm به سمت پایین حرکت دهید.
در آخرین گام از روند حل مسئله، به ماژول Mesh بروید. از آنجایی که تنها ورق را به صورت شکل‌پذیر تعریف کرده‌ایم، به ایجاد شبکه بر روی ورقگیر و پانچ نیازی نیست. با اتمام مراحل فوق، مسئله را جهت حل به ماژول Job ارسال کنید. تصویر متحرک زیر، کانتور تنش ورق را پس از تحلیل اجزای محدود نشان می‌دهد.
با سلام و سپاس
وقتی میخواهم runبگیرم این خطا رو میده و وارد مرحله انجام حل نمیشه:
the rigide part instance part1-2 is missing a refrance point. در حالی که RF هم برای نمونه ها تعریف شده.
مشکل از کجاست؟ تشکر
RF را در ماژول Part تعریف کنید . . .
با سلام و سپاس
مشابه روش تمرینی پیش رفتم اما متاسفانه این خطا رو میده:
Too many attempts made for this increment
میشه لطف کنیدو شرایط مرزی دقیقتر توضیح بدید؟
تشکر
توضیحات لازم و کافی داده شده
عجیبه که شما در تمامی مثالها به مشکل برمیخورید
خودتون هم یک مقدار تلاش کنید که خطا را مرتفع کنید، بلافاصله سؤالتون را در اینجا مطرح نکنید
سلام
باتشکرفراوان از مطالب بسیارمفیدی که دراختیارکاربران گذاشتید.
اگربراتون امکان داره درمورد شبیه سازی تست کشش چندنمونه کاربردی رو سایت بگذارید.
در آباکوس واحدهای مورداستفاده چطورتعریف میشن.به طور مثال واحد نیرو واحد تنش و حتی ابعاد نمونه های طراحی؟
سلام
دوست عزیز تمام مواردی که اشاره کردید در سایت موجوده؛ کافی بود یه جستجوی کوچک انجام بدید
تست کشش برای نمونه با رفتار ماده غیر خطی (لینک) : میتونید برای سایر موارد هم از این روش الگوبرداری کنید
واحدها و درجات آزادی در آباکوس (لینک)
با سلام.
در این مثال از المان S4R استفاده شده؟
من وقتی ورق را در حالت دو بعدی مدل می کنم در صفحه دیفالت نرم افزار یعنی xy رسم می شود که عملا در اسمبلی قابل چرخاندن حول محورهای x یا y نیست. چگونه این مشکل را برطرف کنم؟
با تشکر
سلام
خیر؛ المان CPE4R (کرنش صفحه‌ای)
به کمک گزینه Rotation در همین ماژول میتونید مدل را در هر زاویهای که دوست دارید قرار بدهید
موفق باشید . . .
باسلام و سپاس از استاد سروری عزیز
چجور میشه توی شبیه سازی سه بعدی کشش عمیق وقتی sheet رو بصورت solid مدل میکنیم به پانچ صلب ،هم سرعت اولیه داد و هم میزان جابجایی (مثلا 25 میلی متر ) ؟
سلام
تعریف این دو پارامتر مشابه همه مسائل دیگه ست
ارتباطی به پانچ و ورق و . . . . نداره
موفق باشید . . .
منظور من اینه توی استپ dynamic explicit نمیشه همزمان به جسم shellصلب، هم جابجایی داد هم سرعت اولیه
با اینکه مساله حل میشه ولی جسم صلب تکونی نمیخوره
راه حل چیه ؟
با تشکر
در حلگر Explicit زمان معنی اصلی خودشو داره
پس وقتی به جسم سرعت داده میشه و زمان تحلیل هم مشخصه، عملا جابجایی جسم هم تعیین شده؛ به همین خاطر اعمال همزمان این دو پارامتر مفهوم نداره
سلام
چطوری مشخص میشه ورق پاره میشه یا خیر؟
ممنون
سلام
اگر معیار آسیب تعریف نکرده باشید پارگی اتفاق نخواهد افتاد؛ به مثال زیر مراجعه کنید
آموزش برخورد در آباکوس؛ تکنیک حذف المانها
ممنون اقای سروری از پاسخ هایی که میدین واقعا من از سایت شما لذت می برم و از کمک هایی که به مهندسین مملکتتون ارایه میدین
پیرو سوال قبلی برا کشش عمیق فولادها مثلا ٣١۶ باید از چه معیاری برا شکست استفاده کنیم ductile damage یا johnson-cook یا حتی shear damage
و اینکه مرجعی برا پارامتراشون وجود داره؟
ممنون
انتخاب مدل آسیب به رفتار ماده مورد نظرتون بستگی داره، باید با توجه به رفتار متریال مدل آسیب انتخاب بشه
برای استخراج پارامترها میتونید از مراجع مختلفی استفاده کنید؛ کتاب مرجع در خصوص مکانیک آسیب زیاده (مثل کتاب مکانیک آسیب لمتر)
همچنین مقالات معتبر که کاری مشابه شما انجام داده باشن گزینه خوبی محسوب میشن
با عرض سلام و خسته نباشید
من دارم آزمون بالج ورق روشبیه سازی میکنم ولی شرایط مرزی رو بلد نیستم شبیه سازی کنم. آخه باید ورق بین دوتا ورق گیر کاملا کلمپ بشه و هیچگونه حرکتی نداشته باشه.
ممنون میشم اگه راهنماییم بکنید.
سلام
لبه ورق را Encastre کنید
من الان ورق و کشیدم بین دوتا ورق گیره صلب و نقاط مرجع آنهاروهم کامل بستم. آیا باید نیروی ورق گیر هم وارد کنم؟
اگر لازمه، نیروی ورق گیر رو چجوری باید تعیین کرد که مثلا چند نیوتن باشه؟
ببخشید من Encaster نمیدونم کجاست و چکار میکنه؟
خواهش میکنم اگه ممکنه جواب سوالام رو کامل بدید چون این سوالا برای پروژم هستش و دفاعم نزدیکه.
خیلی ممنون
اگر دفاعتون نزدیکه و کار شبیه سازی دارید و نمیدونید قید Encastre چیه فکر کنم باید یه مقدار نگران باشید
لزومی به مدلسازی ورقگیر ندارید؛ اگر از ورقگیر فقط برای این استفاده میکنید که شرایط مرزی را به ورق اعمال کنید نیازی به مدلسازیش نیست
در ماژول Load، بخش شرایط مرزی، اولین شرط مرزی symmetry/antisymmetry/encastre هست؛ لبه بیرونی ورق را انتخاب و با قید Encastre تمام درجات آزادی را مقید کنید
سلام آقای سروری
من همچنان تویه مبحث step مشکل دارم . این مساله بنظرم کاملا دینامیکی هستش و حتی نیمشه شبه استاتیکی هم در نظرش گرفت. چرا تو همه ی مثال هایی که من در مورد کشش عمیق تو جاهای مختلف میبینم مساله رو استاتیکی در نظر میگیرن ؟
سوال بعدیم اینه که اگه مساله ای رو که ماهیتش دینامیکیه استاتیکی در نظر بگیرم جواب هاش میتونه قابل قبول باشه ؟
ممنونم
سلام
میتویند از Documentation برای رفع ابهامتون کمک بگیرید
از پاسخ دهی سریعتون ممنونم
مرسی که وقت میذارین و کامنتارو جواب میدین
موفق باشید
استاد سلام – میشه کشش عمیق ورق های چند لایه رو هم اموزش بدید؟ منظورم اینکه مثلا ورق های الومینیوم و فولاد با هم کشش عمیق بشن
سلام
اصول کار یکسانه؛ حالا مثلا میتونید در یک ورق پارتیشن ایجاد کنید و دو جنس مختلف را اختصاص بدهید یا اینکه دو ورق از دو جنس مختلف ایجاد کنید و به هم Tie کنید
ممنون از راهنماییتون – آموزشی جهت به کار گیری قید tie میشه در اختیارم بذارید؟ –
ممنون از توجهتون
اگر با همین کلیدواژه “Tie” در سایت سرچ بفرمایید آموزشها را پیدا میکنید
موفق باشید . . .
جناب سروی برای حالتی که میخوام دو ورق رو به هم متصل کنم باید از قید tie با متد surface to surface استفاده کنم یا Analisis default ؟
surface to surface
خودتون هم میتونید documentation را برای پاسخ این سؤالات بررسی کنید
slm aghaye mohandes,,
man daram ye maghaleh ro simulate mikonam ke kare forming hast,,,, ama moteasefaneh ekhtelaf daram ba natayej….. yeki az mozoat in hast ke to properties material vase khavase plastic meghadare tanesh va kornesh plastic ta che noghtei dadeh mishe?ta noghteye fracture ya ta noghteye ultimate?
سلام
سؤالات فینگلیش پاسخ داده نخواهد شد
در بخش تذکرات هم این موضوع قید شده
با سلام.چه جوری میشه اطلاعات خروجی یه تحلیلو مثل میدان تنش و کرنشو به ورودی یه تحلیل دیگه اعمال کرد.برای مثال من یه تحلیل نورد گرم انجام دادم بعد میخوام روی همین قطعه کشش سرد انجام بدم.چه جوری میتوان اطلاعات مرحله اولو به مرحله دوم انتقال داد.
سلام
میتونید از Predefined Field استفاده کنید
سلام اقای سروری. خسته نباشید.
ببخشید من یه پروژه کشش عمیق ورق آلومینیومی دارم. شبیه سازیش یکم سنگینه و خودم از پسش بر نمیام. می خواستم ببینم شما خودتون می تونید شبیه سازیشو انجام بدین و یا کسی را میشناسین که بتونه خیلی خوب شبیه سازی منو انجام بده؟ از لحاط مالی و پولشم من خیلی مشکلی ندارم و فقط دنبال یه نفرم که بتونه خیلی خوب شبیه سازی پروژه منو انجام بده.
ممنون میشم اگه کمکم کنید.
تشکر
سلام
خیر
انجام پروژه در سیستم فکری، کاری و عقیدهای بنده جایی نداره قربان
سلام
ببخشید من همین شبیه سازی که در سایت قرار دادید رو انجام دادم و بدون هیچ مشکلی run شد ولی وقتی سطح Punchوholder رو شیبدار در نظر میگیرم متاسفانه جواب نمیده (یعنی سطح کناریشون شیب دار باشه مثلا زاویه 5 درجه با سطح افق داشته باشه)
میشه یه خورده راهنمایی کنید لطفا؟ آیا باید شرایط مرزیم رو تعییر بدم؟
سلام
منظورتون از جواب نمیده چیه؟
سلام
ممنونم از پاسخگوییتون
یعنی در نهایت error میده و run نمیشه
در قسمت نتایج هم ک نگاه میکنم از استپ دو به بعد آنالیز مشکل پیدا کرده
مهندس 1001 نوع خطا داریم
من از کجا بدونم چه خطایی داده که راهنمایی کنم
سلام
یه تحلیل کشش عمیق دارم که ورق باید در سه مرحله (در سه دست قالب) به شکل نهایی در بیاد. میشه به صورت کلی بفرمایید که چطور ورقی که در مرحله اول کشش پیدا کرده است را در مرحله دوم و سوم وارد کنم؟
ممنون
سلام
از مسیر File → Import → Part → *.odb نسبت به import کردن هندسه از فایل odb تحلیل اقدام کنید
در ادامه برای اینکه هندسه تغییر شکل یافته import بشه باید تیک گزینه “Import deformed configuration” را فعال و frame مرود نظرتون را انتخاب کنید
ممنون از پاسختون
ورق تغییر شکل یافته را همون طور که گفتین وارد قالب جدید کردم ولی این خطا را میده
2 nodes have negative radial coordinate values. Negative values are illegal for axisymetric elements
فایل دیتا خروجی هم بررسی کردم ،دوتا از نودها را میگه در مختصات منفی هست که تو اسمبل که میرم اینطور نیس.البته اجازه جابه جایی در راستای شعاع هم نمیده !
میشه راهنمایی کنید؟
اگر مشکلی نداشته باشه که بدون خطا import میشه
وقتی خطا داده قطعا اون مشکل وجود داره
من مسئله شما را ندیده ام؛ نظر خاصی هم ندارم
سلام و خسته نباشید
ببخشید میخواستم بدونم تحلیل ورق سوراخدار تحت کشش عمیق رو چجوری باید انجام بدم؟ مثالی در این مورد ندارید که بهم معرفی کنید؟ چه تفاوتی با تحلیل ورق معمولی تحت کشش عمیق دارد؟
سلام
تفاوت در هندسه هاست؛ روش مدلسازی تفاوت چندانی نداره
سلام مهندس
میخواستم بپرسم تو تحلیل کشش عمیق قسمت مدلسازی آیا میشه تو قسمت اسمبلی ورق و سنبه رو بهم بچسبونیم یعنی فاصه صفر از هم بهشون بدیم یا نه باید یه فاصله از هم داشته باشن؟ دوم اینکه دلیل اینکه تو قسمت visualization که به نتیجه حل نگاه میکنیم موقع حرکت سنبه و ورق گاهی فاصلشون از هم زیاد میشه یا در حین حرکت به سمت پایین یه دفعه جهت حرکت معکوس میشه و به بالا حرکت میکنن و دوباره به سمت پایین حرکت میکنن؟اشکال کار کجاست؟
ممنونم بینهایت
سلام
* مشکل نداره، هر جور دوست دارید مدل کنید
** علم غیب ندارم بدون دیدن مسئله و شرط مرزی و . . . بفهمم اشکال کار کجاست