F chi tiết = phôi (2.1)
4.1.Phần mềm Dynaform
LS-DYNA/DYNAFORM là một phần mềm được ứng dụng rộng rãi cho nhiều bài toán cơ học và đặc biệt có hiệu quả đối với bài toán biến dạng lớn. Mô phỏng số với phần mềm LS-DYNA/DYNAFORM cho phép tính toán hoàn thiện một quá trình dập thuỷ cơ, bao gồm xây dựng mô hình hình học, chia lưới phần tử, lựa chọn các cặp tiếp xúc giữa phôi và dụng cụ gia công, điều kiện biên cũng như giải bài toán để tìm trường phân bố ứng suất, biến dạng trong vật liệu và trong dụng cụ biến
dạng. Hơn thế nữa, phần mềm còn có khả năng tính toán cả quá trình đàn hồi lại trong quá trình dập thuỷ cơ.
Sau khi khởi động phần mềm ta sẽ vào cửa sổ chớnh, đõy cũng là mụi trường
thiết kế mụ hỡnh và cài đặt bài toỏn mụ phỏng (Pre-Processor).
Hỡnh 4.1 Giao diện Pre- processor của Dynaform
Nỳt lệnh File: bao gồm cỏc thao tỏc với file dữ liệu và bộ cụng cụ nhập/ xuất mụ hỡnh hỡnh học (import/export). Xem Hỡnh 4.2
Nỳt lệnh Part: bao gồm cỏc thao tỏc thờm, bớt đối tượng (phần tử của mụ hỡnh), hiện thị, tắt hiện thời… Xem Hỡnh 4.3.
Hỡnh 4.2 Cỏch cụng cụ trong nỳt lệnh File
Hỡnh 4.3 Cỏch cụng cụ trong nỳt lệnh Part
Nỳt lệnh Preprocess: gồm cỏc cụng cụ thiết kế và hiệu chỉnh mụ hỡnh hỡnh học và mụ hỡnh phần tử hữu hạn. Với cỏc bài toỏn phức tạp thỡ ớt dựng mụ đun này
mà chỉ nhập mụ hỡnh thiết kế trờn phần mềm khỏc. Xem hỡnh 4.4.
Nỳt lệnh Tools: gồm cỏc cụng cụ chớnh và nõng cao để thiết kế mụ hỡnh FE,
thờm cỏc đối tượng khỏc như gõn vuốt, dẫn hướng, định nghĩa phụi và vị trớ… Xem hỡnh 4.5.
Hỡnh 4.4 Cỏch cụng cụ trong nỳt lệnh Preprocess
Hỡnh 4.5 Cỏch cụng cụ trong nỳt lệnh Preprocess
Nỳt lệnh View: để thay đổi cỏc chế độ quan sỏt mụ hỡnh, cài đặt màu vựng đồ
họa… Xem hỡnh 4.6.
Nỳt lệnh Setup: là cỏc mụ đun cài sẵn (wizard) cho cỏc dạng bài toỏn trong
Dynaform và trong đú ta thường dựng mụ đun AutoSetup để cài đặt cỏc bài toỏn tấm thụng thường, đặc biệt là bài toỏn dập vuốt (deep drawing) và bài toỏn dập thủy cơ dạng ống (tube forming). Xem hỡnh 4.7.
Hỡnh 4.6 Cỏch cụng cụ trong nỳt lệnh View
Hỡnh 4.7 Cỏch cụng cụ trong nỳt lệnh Setup
Sau đõy ta sẽ xem xột một quỏ trỡnh cài đặt cho bài toỏn dập tấm thụng thường
với mụ đun AutoSetup.
Khi người dựng chọn mụ đun này, cửa sổ New simulation hiện ra với cỏc tựy chọn: dạng sheet forming hoặc tube forming, xem hỡnh 4.10. Chiều dày phụi
(thickness) được đưa vào để làm cơ sở cho quỏ trỡnh tạo chày cối (offset). ễ tiếp
theo (process type) là chọn dạng mỏy gắn với chuyển động khuụn như: đơn động,
song động, tam động….
Cũng trong ụ cửa sổ này ta phải chọn một đối tượng hỡnh học làm cơ sở
(Original tool geometry): cú thể là chày (punch), cối (die) hoặc cả hai. Xem hỡnh 4.8. Vỡ trong cỏc bài toỏn tấm - tiếp xỳc ta chỉ quan tõm đến cỏc bề mặt của cỏc đối tượng và chiều dày phụi được đưa vào như một hằng số, do đú cỏc mụ hỡnh thường
a) Cối cơ sở, chày tạo theo cối b) Chày cơ sở, cối tạo theo chày
Hỡnh 4.8 Chọn đối tượng cơ sở làm tham chiếu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sau khi hoàn tất bước này ta chuyển sang cỏc cài đặt chi tiết cho bài toỏn, ở đõy là bài toỏn tấm (sheet forming), hỡnh 4.9. Cỏc mục hiện thị mầu đỏ là cài đặt bắt
buộc. Xem hỡnh 4.10, cỏc cài đặt gồm cú:
Hỡnh 4.9 Chọn dạng bài toỏn mụ phỏng
Hỡnh 4.10 Cỏc cài đặt cho bài toỏn mụ phỏng
Đặt tờn bài toỏn (Title) trong mục General
Cài đặt phụi (Blank): trong mục này ta sẽ gỏn hỡnh học cú són cho phụi bằng cỏch add part hoặc copy. Sau đú là lựa chọn hoặc cài đặt vật liệu phụi. Nếu cần ta cú thể xỏc định vị trớ phụi ban đầu và cài đặt mụ hỡnh đối xứng để giảm khối
lượng tớnh cho bài toỏn.
Cài đặt cỏc đối tượng trong mụ hỡnh (Tools): ở đõy ta lần lượt cài đặt chày, cối, chặn hoặc đưa thờm một đối tượng khỏc như đẩy phụi… Việc cài đặt cỏc mục
tương tự như cài đặt cho phụi (Blank). Xem hỡnh 4.11. Lưu ý là phải cài đặt chớnh xỏc chiều chuyển động và vị trớ ban đầu của cỏc đối tượng.
Trong cửa sổ Process, ta sẽ mụ tả một quỏ trỡnh làm việc của mụ hỡnh: gồm cú
cỏc bước như quỏ trỡnh đúng cối (closing) và quỏ trỡnh dập (drawing). Trong cỏc
Để xem trước quỏ trỡnh chuyển động của cỏc chi tiết khuụn ta dựng nỳt lệnh
Preview/Animation. Bước này cho ta kiểm tra cỏc thụng số hỡnh học và thay đổi vị trớ của cỏc chi tiết khuụn trong quỏ trỡnh dập. Đõy là bước cần thiết trước khi chạy bài toỏn.
Job Submitter: phần này gọi cụng cụ để giải bài toỏn, nếu cú lỗi hay bài toỏn chạy thành cụng sẽ được thụng bỏo.
Hỡnh 4.11 Cài đặt đối tượng chày cối cho mụ hỡnh
Sau khi phần mềm chạy thành cụng (được nhận biết thụng qua cỏc tệp dữ liệu
mới được tạo ra ngay trờn thư mục chạy như *.d3plot, *.dynain) ta sẽ khởi động mụ đun Postprocess để phõn tớch kết quả.
Quỏ trỡnh lặp cỏc mụ phỏng khi thay đổi cỏc thụng số hỡnh học chày cối và
thay đổi cỏc thụng số động học và động lực học… là một quỏ trỡnh mụ phỏng tối ưu
cỏc thụng số cụng nghệ. Khi tớnh toỏn mụ phỏng người ta phải chạy khỏ nhiều mụ
phỏng vừa để kiểm tra độ chớnh xỏc phần mềm, vừa để kiểm tra cỏc điều kiện
Hỡnh 4.12 Giao diện của mụ đun Post Processor
Mụ đun Post- Processor (như hỡnh 4.12) làm việc độc lập với Pre-Processor, với cỏc tệp dữ liệu cú phần mở rộng như *.d3plot/*.dynain, người dựng cú thể trớch
xuất cỏc kết quả sau:
Quan sỏt mụ phỏng quỏ trỡnh dập tạo hỡnh vật liệu
Quan sỏt phõn bốứng suất và biến dạng
Quan sỏt biểu đồ lực, năng lượng
Quan sỏt lưới biến dạng
Quan sỏt mức độ biến mỏng, biến dày
Dự đoỏn cỏc vựng nhăn, rỏch, phỏ hủy… (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.2. Các bước thực hiện bài toán mô phỏng
Trình tự thực hiện mô hình hóa quá trình và mô phỏng sẽ được thực hiện theo các bước sau đây:
Tiền xử lý (Pre-Processing)
Tiền xử lý là mô đun đầu vào, bao gồm các bước sau: + Xây dựng mô hình hình học
+ Định kiểu phần tử
+ Lựa chọn mô hình vật liệu + Chia lưới phần tử hữu hạn + Xây dựng bài toán tiếp xúc
+ Xây dựng bài toán biên
Giải bài toán (Solution)
Tính toán phần tử hữu hạn để xác định phân bố ứng suất, biến dạng, chuyển vị, nhiệt độ.
Hậu xử lý (Post-Processing)
Xem xét phân tích kết quả và đánh giá chất lượng sản phẩm. Nếu cần thiết phảI điều chỉnh ta sẽ quay trở lại bước thay đổi thông số đầu vào.
Hình 4.13. Trình tự các bước tiến hành mô phỏng số
Xuất phát từ sản phẩm, ta xây dựng mô hình hình học của sản phẩm bằng cách thiết kế trên phần mềm Catia. Sản phẩm được biểu diễn đưới dạng surface và biên dạng của mô hình hình học của sản phẩm sẽ là cơ sở để thiết kế bề mặt của chày và cối. Biên dạng của cối sẽ được thiết kế dựa trên biên dạng của sản phẩm, còn biên dạng của chày suy ra từ biên dạng của cối với khoảng cách giữa chày và cối là 1,1 lần chiều dày sản phẩm. Chặn cũng được suy ra từ cối với khoảng cách bằng 1,1 lần chiều dày sản phẩm.
Hình 4.14: Sản phẩm mong muốn sau khi dập tạo hình
Như vậy, ta có được mô hình cơ bản của bộ khuôn dập chi tiết cốc trụ trên hình 4.15. Mô hình được biểu diễn dạng mặt, bởi trước hết ta chỉ quan tâm đến biên dạng tạo hình chi tiết. Mô hình khuôn bao gồm các chi tiết chính: chày (màu xanh ), phôi (màu đỏ), cối (mầu xanh lá cây), tấm chặn (màu tím).
Hình 4.15. Mô hình bề mặt bộ khuôn dập tạo hình