NGHIÊN CỨU-TRAOĐỔI MỊ PHỎNG VÀ Dự ĐỐN NGUỒN NHIỆT TRONG Q TRÌNH GIA NHIỆT TRỰC TIÉP TRÊN KHN DẬP VUỐT PHÔI DẠNG HỈNH CHỮ NHẬT SIMULATING AND PREDICTING HEAT SOURCES DURING DIRECT HEATING ON DRAWING MOLD FOR RECTANGULAR BLANK Trần Ngọc Thành Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên TÓM TẮT Gia nhiệt trình dập vuốt có vai trị nâng cao đống chiêu dày chi tiết giảm sai số sản phẩm Trong báo này, nhiệt độ phân bố chi tiết dạng hình chữ nhật trình gia nhiệt mơ phần mểm Comsol Khi nhiệt độ phôi đểu giúp sản phẩm dập có chất lượng tốt Để đạt mục đích này, vị trí giá trị nguồn gia nhiệt dự đoán sử dụng lý thuyết ngược dựa phương pháp bình phương tối thiểu Kết sử dụng gia nhiệt, nhiệt độ phôi đạt đông đểu tốt với mức tiều hao lượng thấp Kết báo cung cấp thơng tin hữu ích giúp lựa chọn sô' nguồn nhiệt gia nhiệt phù hợp đảm bảo nhiệt độ phần bơ' đồng phơi với hình dạng khác Từ khóa: Gia nhiệt trực tiếp; Khn dập vuốt; Thanh gia nhiệt; Bình phương tối thiểu ABSTRACT Heating in a drawing process plays an important role of improving the thickness uniformity and reducing error of the product In this study, temperature distribution on a rectangular blank during the heating process is simulated on Comsol software With the uniform temperature on the blank, the quality of drawing product is good To obtain this target, the locations and value of heating sources are predicted using inverse method based on the Least Squares Method Results show that using heating rods, the temperature on the blank achieves good uniformity with lower energy consumption Research results provide useful information to help choose appropriate number of heating sources to ensure uniform temperature distribution on different workpieces Keywords: Direct heating; Drawing mold; Heating rods; Least squares method ISSN 2615 - 9910 TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, SỐ năm 2022 http://cokhivietnam.vn NGHIÊN CỨU-TRAOĐỒI GIỚI THIỆU Ngày nay, phương pháp gia nhiệt trình dập ứng dụng rộng rãi cơng nghệ tạo hình tấm, đặc biệt cơng nghệ dập sâu Gia nhiệt giúp nâng cao đểu bề dày chi tiết giảm sai hỏng trình dập Tuy nhiên, sử dụng thực nghiệm để nghiên cứu phần bố nhiệt độ phôi khn thường nhiểu thời gian kinh phí phải thử nghiệm nhiều lần Một số khn có hình dạng, kết cấu phức tạp gây khó khăn cho q trình bố trí đo nhiệt độ phơi khn dập Cơ khí, COMSOL mơ thiết bị khí với hình dạng cấu trúc khác (Structural Mechanics) Trong toán truyền nhiệt, chế truyền nhiệt - dẫn nhiệt, đối lưu xạ nghiên cứu thông qua cồng cụ mơ tích hợp Module truyền nhiệt Trong nghiên cứu này, mơ hình khn gia nhiệt xây dựng phấn mềm thiết kế Inventer (Hình 1), sau đưa vào Module truyền nhiệt phần mểm Comsol để mơ nhiệt phân bố khn q trình gia nhiệt Tồn q trình mơ nhiệt tóm tắt Hình Alinia cộng [1] nghiên cứu ảnh hưởng bốn tham số trình, cụ thể nhiệt độ, lực chặn phơi, bán kính góc lượn chày bán kính góc lượn cối Ngô Thị Thảo cộng [2] nghiên cứu ảnh hưởng độ nhám lực chặn phôi đến q tình gia nhiệt trực tiếp khn Thi-Thao Ngo cộng áp dụng phương pháp mơ số để dự đốn nhiệt độ q trình gia nhiệt khn Luyen TheThanh cộng [3, 4] áp dụng phương pháp thực nghiệm, sau dùng hàm số để mô tả nhiệt độ phôi q trình gia nhiệt Nhiệt độ đóng phơi q trình gia nhiệt giúp sản phẩm dập đạt chất lượng tốt Trong nghiên cứu này, vị trí nhiệt lượng sử dụng vị trí tương ứng khn tối ưu hóa cho mơ hình khn khơng trịn xoay Điểu giúp bố trí vị trí gia nhiệt phù hợp, tiết kiệm nhiệt lượng mà đảm bảo khả đồng đếu nhiệt độ phơi MƠ PHỎNG QUÁ TRÌNH GIA NHIỆT BẰNG COMSOL COMSOL Multiphysics phẩn mềm mơ phỏng, mơ hình hóa dựa sở vật lý (Physics) xây dựng sẵn mà người dùng tiếp cận cách trực quan COMSOL Multiphysics môi trường tương tác mạnh mẽ cho việc mơ hình hóa giải vấn đê khoa học kỹ thuật khác Phần mềm ứng dụng rộng rãi ngành kỹ thuật Trong ngành ISSN 2615-9910 20 TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, số năm 2022 http://cokhivietnam.vn Hình Mơ hình khn gia nhiệt Băt dãn Thiét lặp mó htnli 3D íHinh 1í Đưa mõ hình ■*> ao phân inẽni ị hiét láp ' ãl liêu - Phán tkh nhiél Thki làp Iiỵuóu nhiẽi Điẽti kién biên Thoi gian Giai mó hình nhiũt Xt kêl qua Kẽt link Hình Quy trình mơ nhiệt phấn mêm Comsoỉ NGHIÊN CỨU-TRAOĐỔI Nhiệt độ phân bố chi tiết đưa vào dập vuốt đóng vai trị quan trọng việc đảm bảo chất lượng sản phẩm sau dập Nhiệt độ kiểm sốt dựa kết nhiệt độ mô phân bố chi tiết q trình gia nhiệt tốn tối ưu sử dụng lý thuyết ngược tóm tắt theo bước sau: Bước 1: k = 0, đặt giá trị ban đẩu nguồn nhiệt: TỐI ƯU HÓA NGUỒN NHIỆT Trong trình gia nhiệt cho chi tiết cẩn nhiệt độ đồng đểu tồn phơi Tuy nhiên với dạng phơi khn hình chữ nhật khơng có tính trịn xoay nên việc xác định giá trị nguồn nhiệt vị trí khó khăn Khơng thể sử dụng nguồn nhiệt vị trí Điều gây tiêu tốn cơng suất mà không mang lại hiệu phân bố nhiệt chi tiết mong muốn Do đó, phần này, tối ưu hóa giá trị ngn nhiệt khn nhằm đạt đồng nhiệt độ phôi tiến hành Bài toán lý thuyết ngược xây dựng để dự đoán nguồn nhiệt sử dụng gia nhiệt Ngn nhiệt gia nhiệt cần dự đốn gán sau: w=