Chƣơng 3 MÔ PHỎNG SỐ QUÁ TRÌNH DẬP THỦY CƠ
3.1.Nghiên cứu quá trình dập thủy cơ bằng phần mềm eta/DynaForm
3.1.1. Chi tiết và vật liệu mô phỏng
3.1.1.1. Chi tiết nghiên cứu
Trên cơ sở phân tích trong chƣơng 1, tác giả xây dựng mơ hình chi tiết nghiên cứu nhƣ hình 3.1. Đây là chi tiết cơn có vành. Vành ở đây chỉ đóng vai trị bịt kín trong q trình tạo hình. Các thơng số hình học đƣợc thể hiện trên hình 3.1.
Căn cứ vào tỷ số giữa bán kính vành (Dv = 80 mm) và đƣờng kính
trung bình của chi tiết (dtb = (70+45)/2 = 57,5 mm) bằng 1,39 ta thấy đây là chi tiết có dạng vành hẹp [2], [11]. Theo công nghệ dập truyền thống, q trình dập vuốt chi tiết có vành hẹp đƣợc thực hiện giống nhƣ khi dập vuốt chi tiết khơng có vành [2], [11].
Đây là chi tiết này thuộc dạng côn cao (α = 10o
và chiều cao tƣơng đối h* = 47/50 = 0,94) [2]. Với dập thơng thƣờng, để tạo hình chi tiết này cần phải qua một số ngun cơng dập. Vì thế chi tiết đƣợc chọn là phù hợp để đánh giá khả năng tạo hình của cơng nghệ dập thủy cơ.
3.1.1.2. Vật liệu nghiên cứu
Ba loại vật liệu cơ bản, đặc trƣng cho 03 nhóm vật liệu đƣợc chọn để nghiên cứu là: Cu99.97 (tƣơng đƣơng đồng M1), C08s (tƣơng đƣơng thép 08ΚΠ) và 08Cr18Ni10 (tƣơng đƣơng thép không gỉ 1X18H9T) với các loại chiều dày so là 0,8, 1,0 và 1,3 mm. Đƣờng kính phơi D đƣợc tính tốn dựa trên các kích thƣớc của chi tiết cho trên hình 3.1 là 130 mm. Từ đó, ta xác định đƣợc chiều dày tƣơng đối của phôi s*
là: 0,6%, 0,8% và 1,0%.
3.1.2. Xây dựng mơ hình bài tốn mơ phỏng
3.1.2.1. Xây dựng mơ hình hình học và mơ hình phần tử hữu hạn
Căn cứ vào hình dạng, kích thƣớc của chi tiết, sử dụng phần mềm SolidWorks để xây dựng dụng cụ mô phỏng bao gồm: Phôi, chày, vành cối, vành chặn phơi. Do chi tiết có dạng trịn xoay, nên để giải bài toán, ở đây chỉ cần sử dụng một phần tƣ mơ hình (hình 3.2).
a) b) c)
Hình 3. 2. Mơ hình mơ phỏng
Q trình chia lƣới phần tử cho phơi và dụng cụ cũng đƣợc thực hiện đồng thời với việc nhập mơ hình hình học. Mơ hình phần tử hữu hạn nhƣ hình 3.2c.
3.1.2.2. Mơ hình vật liệu
Các thông số vật liệu mô phỏng đƣợc xác định thông qua các thí nghiệm thử kéo các loại vật liệu thực tế có trên thị trƣờng. Các vật liệu này đã đƣợc xử lý nhiệt nên có thể giả thiết là đồng nhất và đẳng hƣởng. Các kết quả thử kéo nhƣ hình 3.3, 3.4, 3.5.
Hình 3. 3. Đƣờng cong thử kéo Cu99.97
Hình 3. 5. Đƣờng cong thử kéo 08Cr18Ni10
3.1.2.3. Điều kiện mô phỏng
Trong nghiên cứu mô phỏng, giả thiết một số nội dung sau: - Vật liệu là đồng nhất và đẳng hƣớng;
- Chày cối đƣợc coi là cứng tuyệt đối;
- Ma sát giữa các phôi và dụng cụ là tiếp xúc mặt. Hệ số ma sát giữa phôi và bề mặt vành cối, giữa phôi và bề mặt chặn phôi đƣợc lấy bằng 0,1; còn hệ số ma sát giữa phôi và chày đƣợc lấy bằng 0,14 [10], [63].
Sử dụng phƣơng pháp tiếp cận Ơle mô phỏng xác định các giới hạn của các thông số công nghệ.