اهداف آموزش: با مطالعه این مثال کاربردی، نحوه مدلسازی فرآیند فورجینگ (Forging) یا آهنگری در آباکوس را خواهید آموخت. در مسیر این آموزش با نحوه تعریف رفتار پلاستیک در آباکوس، تعریف برخورد و تماس در Abaqus، استفاده از تکینک ALE در مش‌بندی آباکوس، و بارگذاری قطعه صلب در آموزش آشنا خواهید شد.
اگر از همراهان ما باشید و پروژه‌های کاربردی نرم‌افزار Abaqus را دنبال کنید متوجه خواهید شد که در حوزه مسائل تغییر شکل، فرآیندهای کشش عمیق در آباکوس و تحلیل نورد ورق در Abaqus را مورد آنالیز قرار داده‌ایم. در این پروژه قصد داریم تا شما را با دنیای فورج یا آهنگری آشنا کنیم. با ما همراه باشید تا تحلیل و شبیه‌سازی فرایند فورج یک ورق با قالب سینوسی در آباکوس را مورد مطالعه قرار دهیم.
فورج چیست؟
فورجینگ (Forging) یا همان آهنگری یک فرآیند شکل‌دهی فلزات توسط نیروی فشاری متمرکز است. آهنگری یکی از قدیمی‌ترین فرآیندهای شکل‌دهی فلزات است.
صورت تمرین شبیه‌سازی و آنالیز فرآیند فورج در آباکوس
قصد داریم استوانه‌ای به شعاع 2 و ارتفاع 1 سانتی‌متر را بوسیله یک قالب سینوسی در فرآیند فورج شکل دهیم. اگر خواص مکانیکی استوانه مطابق جدول زیر باشد، کانتور تنش وارد بر قطعه در این فرآیند را بدست آورید.
◄ حوزه کاربرد: مهندسی مکانیک – مواد (متالورژی) – صنایع
| (Stress (MPa | Plastic Strain |
| 100 | 0.0 |
| 3100 | 10 |
| Density = 7800 Kg/m^3 | |
| Young’s Modulus = 200 GPa | |
| Poisson’s Ratio = 0.3 | |
حل تمرین شبیه‌سازی و تحلیل فرآیند Forging در Abaqus
از آنجایی که فرآیند شکل‌دهی فوق از نقطه‌نظر بارگذاری و هندسه دارای تقارن است، جهت کاهش هزینه‌های حل می‌توانید از مدل تقارن محوری کمک بگیرید. برای ترسیم قالب سینوسی نیز باید مجموعه نقاط یک نمودار سینوسی را وارد کرده و با گزینه‌های موجود در ماژول Part (از جمله Spline) به ایجاد هندسه قالب بپردازید. فراموش نکنید قالب از نوع صلب و استوانه شکل پذیر در نظر گرفته میشود. ابعاد هندسی استوانه نیز در صورت سوال قید شده است.
پس از ایجاد مدل هندسی، به ماژول Property رفته و با توجه به صلب بودن قالب، به تعریف ماده و تخصیص سطح مقطع مناسب برای استوانه بپردازید.
در ادامه، سطح مقطعی مناسب، مطابق تصویر زیر ایجاد کرده و به استوانه اختصاص دهید.
سپس، هر دو قطعه را وارد محیط Assembly کرده و بر اساس شکل صورت سؤال، قالب را مماس بر استوانه مونتاژ کنید.
در ادامه به ماژول Step رفته و حلگری از نوع Dynamic, Explicit و با بازه زمانی 0.00038 واحد تعریف کنید.
در بخش مطالب آموزشی سایت، در خصوص تغییر شکل‌های بزرگ و ضرورت استفاده از ابزار ALE Adaptive Mesh با شما عزیزان صحبت کردیم. به شما توصیه می کنیم که حتما به مطالعه مطلب آموزشی مربوطه بپردازید (اینجا: ALE Adaptive Mesh در آباکوس). از آنجایی که فرآیند فورج نیز با تغییر شکل بالا همراه است، از مسیر Other → ALE Adaptive Mesh در منوی اصلی ماژول Step نسبت به اختصاص دادن این نوع از شبکه به استوانه اقدام کنید.
مطابق روند حل در تمامی مسائل شکل دهی، در محیط Interaction به تعریف یک رفتار تماسی بین استوانه و قالب بپردازید.
پس از تکمیل مراحل فوق، به محیط Load رفته و پس از مقید کردن استوانه، قالب را در جهت عمودی با سرعت 20m/s جابجا کنید. فراموش نکنید با توجه به صلب بودن قالب، سرعت باید به نقطه مرجع وارد شود (نحوه تعریف نقطه مرجع یا Reference Point در آباکوس).
در ادامه نیز در محیط Mesh استوانه را شبکه‌بندی کنید و مسئله را برای حل به ماژول Job وارد نمایید. تصاویر زیر نشان‌دهنده (PEEQ (Equivalent Plastic Strain یا همان کرنش پلاستیک معادل؛ استوانه در حین فرآیند فورج است.
برای درک بیشتر و بهتر شما دوستان عزیز انیمیشن فایل سه بعدی تحلیل فرآیند فورج در آباکوس نیز آماده و در سایت قرار داده شد.
با سلام و احترام
واقعا مطالبی که تو سایت میگذارید بی نظیره !! من همین امروز با این سایت آشنا شدم چند وقتی بود که دنبال چنین مطالبی بود!!!
بنده یه سوال دارم:
آیا من میتونم این روش رو برای استوانه بتنی که تحت فشار محوری ( بار گسترده) از نو displacement control با آهنگ 1 mm/s هس رو اجرایی کنم . ولی مشکل این است که بار گذاری من چرخه هس یعنی افزایش و کاهش میابد ایا من بایستی در table: edit boundary condition گزینه amplitude و سپس tabluar رو پر کنم و V2= -1 قرار دهم؟
تو مدل من فقط اهنگ افزایش رو گفته و تاریخچه زمانی بارگذاری مشخص نیست بخاطر اون میخوام از روش فورج استفاده کنم و گرنه روش معمول شاید ساده تر از این هست.
اگر روش دیگری هست که بشه این مسئله رو حل کرد لطفا راهنمایی کنید
لطفا در مورد بار گذاری چرخه ای هم مطلب بگذارید
قبلا از راهنمایی و پاسخ شما سروران تشکر میکنم
درود و سپاس از حسن نظر شما
بله، روند به همان ترتیبی ست که اشاره کردید
البته اعمال بارهای چرخهای روشهای متنوع و گوناگونی داره که توضیحات شما یکی از همین روشهاست
موفق باشید . . .
با سلام مجدد
مهندس سروری ارتفاع قالب بنظرم باید تو مساله ذکر بشه
البته گفتین از نمودار سینوسی کمک بگیرم ولی طبق نمودار سینوسی ارتفاع قالب (اختلاف بین ماکزیمم و مینیمم) 2 میشه که از ارتفاع نمونه بیشتر میشه .
با تشکر
ارتفاع قالب (فاصله کف تا سقف) نصف ارتفاع قطعه است (5 میلیمتر ارتفاع قالب و 10 میلیمتر ارتفاع قطعه کار)
متشکرم
با سلام خدمت شما اقای مهندس سروری
مهندس من این فرآیند رو دقیق مطابق مسیر که گفتین شبیه سازی کردم و تقریبا جواب هم داده ولی نقطه ی (20,10) میلی متر وقتی به قالب میرسه از قالب صلب میزنه بیرون و برنامه ارور میده . با اینکه از روش ALE هم استفاده شده .
The elements contained in element set ErrElemExcessDistortion-Step1 have distorted excessively.
The elements in element set ErrElemZeroALEMass-Step1 have zero or negative mass.
There is only one excessively distorted element
من زمان رو کم کردم تا این نقطه به قالب نرسه و تو این وضعیت برنامه کامل ران میشه ولی اگه زمان رو بیشتر کنم و این نقطه به قالب برسه ارور بالا ظاهر میشه.
ممنون میشم راهنمایی کنید.
سلام
قسمت دنباله قالب را هم باید ترسیم کنید
اگر این بخش کوتاه باشه مکانیزمهای تماسی وقتی به این نقطه برسن نمیتونن بردار نرمال را به شکل دقیق تشخیص بدهند و خطا ایجاد میشه
بله طبق توضیحاتی که تو متن دادین شکلو کامل رسم کردم ولی مشکل اینه که تا این نقطه مورد نظر از نمونه به قالب سینوسی میرسه این ارور ظاهر میشه و کار اصلا به ادامه ی قالب نمیکشه.
این واسم عجیبه که جسم با اینکه از روش ALE استفاده شده بازم از قالب صلب میزنه بیرون . البته اصطکاکو 0.35 صدم در نظر گرفتم چون تو متن ذکر نشده بود. به این قضیه که مربوط نمیشه؟
ممنون از وقتی که میذارین
در اغلب مواقع، فرکانس ALE عامل به مراتب مهمتری در تعیین کیفیت شبکه ست
این مقدار به شکل پیش فرض 10 در نظر گرفته شده، میتونید به 5 تغییرش بدهید
همچنین عدد مربوط به Remeshing sweeps per increment که به شکل پیش فرض 1 هست را به 3 تغییر بدهید
برای درک مفاهیمش هم توصیه میکنم به Documentation مراجعه کنید
پست اختصاصصی در خصوص ALE هم در سایت موجوده
سلام و ممنون از مطالب با ارزشتون
در تعریف نوع تماس شما از شرط تماسی Surface to surface استفاده کرده اید. من مثالی مشابه با این مثال را با دو شرط تماسی متفاوت Surface to surface و General contact حل کردم اما کیفت نتایج بدست آمده و مش تطبیقی ایجاد شده در حالت surface to surface بسیار بهتر از نوع دیگر بود. آیا از روش ALE فقط باید با شرط تماسی surface to surface استفاده نمود یا اینکه تنظیمات بخصوص دیگری در general contact هست که با انجام آن بتوان به حل با کیفیتی همانند شرط تماسی surface to surface رسید؟
ممنونم
سلام
خیر؛ محدودیتی وجود نداره برای استفاده
در خصوص تنظیمات حل در Documentation مطلب به اندازه کافی وجود داره اما تنظیمات پیش فرض معمولا برای اکثر مسائل مناسبه
یک سوال دیگر اینکه در استفاده از ALE در استپ Static general برای مثالهایی که بدون استفاده از این ویژگی به جواب میرسد، هیچگونه جوابی بدست نمی آید و نرم افزار Error میدهد. حدس شما برای علت Error چیست؟
متأسفانه علم حدس زدن و تشخیص دلیل خطا بدون ذکر متن خطا را ندارم
آقای مهندس سروری عزیز، لیست هشدارهایی که نرم افزار میده:
Whenever a translation (rotation) dof at a node is constrained by a kinematic coupling definition the translation (rotation) dofs for that node cannot be included in any other constraint including mpcs, rigid bodies, etc.
MPCS (EXTERNAL or INTERNAL, including those generated from rigid body definitions), KINEMATIC COUPLINGS, AND/OR EQUATIONS WILL ACTIVATE ADDITIONAL DEGREES OF FREEDOM
123 elements are distorted. Either the isoparametric angles are out of the suggested limits or the triangular or tetrahedral quality measure is bad. The elements have been identified in element set WarnElemDistorted.
Boundary conditions are specified on inactive dof of 1681 nodes. The nodes have been identified in node set WarnNodeBCInactiveDof.
Boundary conditions are specified on inactive dof of 1681 nodes. The nodes have been identified in node set WarnNodeBCInactiveDof.
شرایطی که برای نرم افزار در استپ Dynamic Explicit انجام داده ام را در همین حالت یعنی Static general به کار برده ام و نوع مش را به Standard و linear تغییر داده ام ، اما در اینجا جواب نمیگیرم.
ممنون میشم اگه منو راهنمایی کنید.
شرایط مرزی، سرعت بارگذاری و قیود اعمال شده را بررسی بفرمایید
با سلام
در قسمت property برای اینکه جنس رو به قطعه اختصاص بدم موقع باز شدن پنجره assign section درفیلدsection هیچ چیزی برای انتخاب وجود نداره !!!!
و اینکه برای وارد کردن قطعات در قسمت assembly فقط میتوان یکی از قطعات را وارد محیط نمود و پیغام
part dimensionality does not match the dimensionality of the existing instances نشان داده میشود
سلام
sectionی که ایجاد کرده اید برای قطعه مناسب نیست، پس نشان داده نمیشه
وقتی دو قطعه را وارد یک محیط میکنید باید از نظر واحد ابعادی یکسان باشند؛ نمیشه یک قطعه را میلی متری بگیرید و دیگری را متریک
این دقیقا تمرین کتاب هست
قطعه با مشخصات : 3D-DEFORMABLE-SHELL-PLANAR با ابعاد (0،0) و (0.6،0.3)
قالب با مشخصات : 2D PLANAR-DESCRETE RIGID-WIRE با ابعاد (0،0 ) و (0.3،0) – (0.3،0.1) – (0.7،0.1) – (0.7،0) – (1،0) و یک نقطعه مرجع در وسط قالب انتخاب میکنیم .
با این شرایط که عنوان کردم خدمتتون وقتی که برای قطعه SECTION – SOLID – HOMOGENEOUS انتخاب میکنم طبق خود کتاب برای ASSIGN کردن در فیلد SECTION هیچ گزینه ای برای انتخاب نیست .
علاوه بر این در ماژول ASSEMBLY تنها یکی از ترسیمات رو میشه وارد کرد و نرم افزار همان پیغامی که عرض کردم خدمتتون رو میده
کتاب اشتباه کرده
برای جسم سه بعدی از نوع shell باید سطح مقطع shell تعریف کنید، نه solid
پاسخ سؤال قبلی را هم دادم خدمتتون؛ مطالعه کنید
از پاسخگوییتون سپاسگزارم.
استاد شما کانال تلگرام جهت پرسش و پاسخ دارید؟
برای پرسش و پاسخ خیر (البته باید منظورتون گروه باشه)
سلام آقای مهندس
در حین حل این تمرین با خطای زیر مواجه شدم. لطفا راهنمایی بفرمایید
The requested number of domains cannot be created due to restrictions in domain decomposition.
سلام
تنظیمات ALE را مجددا بررسی کنید
سلام مهندس.یک سوال داشتم.در نرم افزار آباکوس و بعد از انجام تحلیل فورجینگ چگونه می توان تناژ دستگاه پرس رو بدست بیاوریم؟یعنی من از کجا متوجه بشم که برای این تغییر شکل چه دستکاه پرسی رو باید استفاده کنم؟کدوم خروجی این رو بهم نشون می ده؟
سلام
باید واکنش بین قالب و قطعه را بدست بیارید
CPRESS معرف فشار تماسی و RF معرف واکنش تکیه گاهی است
همچنین CNORMF نیروی نرمال تماسی را مشخص میکنه
با عرض سلام خدمت مهندس سروری:
احتراما اینجانب شغل اصلی ام قالبساز قالبهای صنعتی پلاستیک و دایکست و بعضا سمبه ماتریس و چنددست قالب فورج هم ساخته ام. غرض از مزاحمت اینکه . اخیرا جهت تولید اتصالات خاص از جنس
فلز مس ملزم به ساخت قالب هیدروفرمینگ و صد البته خریدپرس هیدروفرمینگ شده ام.که فروشنده که شرکت خارجی هم میباشد جهت تعیین قیمت پرس فایل قطعه مورد نظر را درخواست نموده . جهت استعلام قیمت پرس هیدروفرمینگ. واما سوال از جنابعالی؟ چگونه باید تناژ پرس هیدروفرمینگ را محاسبه نمایم . نا گفته نماند با کتیا کار میکنم ولی از آباکوس هیچ نمیدانم. لطفا در صورت امکان راهنمائی ام فرمائید.
با سپاس
سلام
باید شبیه سازی فرآیند پرس را انجام دهید و نیروی واکنش روی پرس را محاسبه کنید
سلام ممنون از آموزشتون.در قسمت load شما سرعت -20 رو تعریف کردین.این سرعت تا چه مقدار ادامه داره؟آیا بهتر نبود برای سنبه جابجایی تعریف میکردیم و میگفتیم مثلا یک مقدار ثابت بیاد پایین؟این سرعت -20 تا چه مقدار سنبه رو میاره پایین؟
سلام
تحلیل Explicit هست؛ یعنی زمان مفهوم داره
مقدار زمان 0.00038 واحد تعریف شده؛ سرعت را در زمان ضرب کنید تا جابجایی سنبه بدست بیاد (حدود 7.5 میلیمتر) . . .
ممنون مهندس.کاملا متوجه شدم.
سلام
ببخشید تو قسمت آخر مثال حل شده ، اون خروجی سه بعدی رو چطوری از اون تحلیل دوبعدی استخراج کردین؟
دوباره مدلسازی کردین یا تو همون ماژول visualization اینکار رو کردین؟ با چه گزینه ای؟
خیلی ممنون
سلام
نیازی به حل دوباره نیست
در ماژول visualization از منوی اصلی مسیر زیر را دنبال کنید:
view > odb display options
در تب sweep/extrude گزینه های مورد نظر برای sweep کردن نتایج بکار میره
سلام وقتی میخوام rp رو به wire مقید کنم ارور میده میگه همچین نقطه یا سطحی وجود نداره
لطفا راهنماایم کنید
سلام
برای کدام قطعه مشکل دارید؟
سلام جناب سروری
من برای شبیه سازی فورج گرم دproperties l و ck45 و Al ایجاد کردم وقتی آلومینیوم اساین می کنم حدود۲۰ دقیقه می کشه ولی برای ck45 حدود ۲۵ ساعت ، بلاخره تو این مدت یه اتفاق می افته ناتمام می مونه -فقط برای ایراد مربوطه برای فولاد از گزینه double perision در هنگام run استفاده کردم.
سلام جناب سروری
من برای شبیه سازی فورج گرم دproperties l و ck45 و Al ایجاد کردم وقتی آلومینیوم اساین می کنم حدود۲۰ دقیقه می کشه ولی برای ck45 حدود ۲۵ ساعت ، بلاخره تو این مدت یه اتفاق می افته ناتمام می مونه -فقط برای ایراد مربوطه برای فولاد از گزینه double perision در هنگام run استفاده کردم.
سلام
طبیعتا وقتی شما متریال را عوض میکنید رفتار ماده تحت بارگذاری متفاوت خواهد شد؛ ممکنه در اثر اعمال بار المانها اعوجاج پیدا کنند و روند همگرایی بسیار سخت بشه
ضمن اینکه double کردن دقت حل، خود بخود زمان و حجم فایل odb را به شکل چشمگیری افزایش خواهد داد
سلام. وقت بخیر.
در شبیه سازی فورج یک قطعه از المان های Tet و ALE استفاده کردم و با ارور زیر مواجه شدم:
The elements in element set ErrElemZeroALEMass-Step1 have zero or negative mass
There are a total of 2 excessively distorted elements
راهی هست که در حین حل این المان ها رو حذف کرد؟
سلام
خیر
سلام
وقت بخیر
با این شبیه سازی ، می تونیم خواص ماده ی فورج شده رو ( مثل تنش تسلیم ) پیشبینی کنیم؟
پاسخ سؤالتون داده شده
سلام
وقت بخیر
می خواستم بدونم امکان پیش بینی خواص قطعه فورج شده ، تو آباکوس هست ؟
سلام
خیر
پی بینی رفتار قطعه ممکنه چون خواص ماده بعنوان ورودی برای آباکوس هست
سلام
ببخشید مزاحم شدم
یک سوال از آباکوس دارم
آیا در آباکوس این امکان وجود دارد که ما بتوانیم یک ابزار در در دو جهت حرکت دهیم در دو دستگاه مختصات جداگانه و پشت سرهم حرکت دهیم
ببخشید این طور بگم ما یک ابزار در جهت محور (y) تحت یک محور مختصات بیاریم پایین
ودر جهت محور (x) یک محور مختصات دیگر ابزار راحرکت دهیم این کارباید پشت سرهم باید انجام شود
یعنی حرکت ابزار در جهت y یک محورمختصات بیاد پایین ودر ادامه حرکت درجهت x محورمختصات دیگر حرکت کند( دوتا دستگاه مختصات جداگانه داریم برای یک حرکت ابراز پیشت سرهم)
من در load ماژول این کار را انجام میدهم و دوتا دستگاه تعریف می کنم ولی آباکوس خطا اورلپ یا تداخل می دهد
اگر راه حلی وجود داره چه جوری میشه این کار را کرد
اگر وجود نداره چه جوری میشه این کار را در آباکوس انجام داد
سخت به این فوت کوزه گری شما محتاجم
با تشکر از شما
سلام
راه حل تعریف دستگاههای مختصات مجزاست
طبیعتا نباید با هم تداخلی داشته باشه، این دیگه به تعریف شرایط مرزی از سمت شما برمیگرده وگرنه راه حل همونه که خودتون اشاره کردید