40 Mơ hình hình học
DEFORM 3D cung cấp một số công cụ cho phép người dùng xây dựng mơ hình học, tuy vậy do có nhiều hạn chế cũng như mức độ linh hoạt mà người dùng thường đưa mơ hình hình học của vật liệu đã được thiết kế trên các phần mềm chuyên dụng như: AUTO CAD, SOLIDWORK, CATIA… các dữ liệu đầu vào ở định dạng .igs hoặc .step hoặc .stl. DEFORM 3D sẽ chuyển đổi các dữ liệu này
thành dữ liệu của chương trình (import), cho phép chia lưới cũng như các chức năng khác để xây dựng mơ hình. Thực tế, phương pháp dựng mơ hình bằng các phần mềm chuyên dụng được dùng nhiều hơn so với xây dựng mơ hình trên DEFORM 3D. Lý do chính là việc tạo mơ hình trên DEFORM 3D bị hạn chế và tốn nhiều thời gian khi dựng các mơ hình phức tạp, đồng thời hạn chế thời gian thiết kế lại các mơ hình hình học có sẵn.
Chia lưới ( Meshing )
Quá trình chia lưới được thực hiện một cách tự động. DEFORM 3D hỗ trợ hai kiểu phần tử là khối tứ diện (tetrahedral) và khối lập phương (brick). Tùy thuộc vào mơ hình vật liệu và bài tốn cần giải mà người dùng chọn kiểu dạng phần tử phù hợp.
Ngoài việc cho phép chia lưới phần tử bằng các cơng cụ có sẵn trong chương trình, DEFORM 3D cũng cho phép đưa lưới phần tử đã được chia bằng các phần mềm mô phỏng trên cơ sở phương pháp phẩn tử hữu hạn (FEM) khác như NATRAN, PATRAN, AMGGEO…
Sau khi chia lưới phần tử, người dùng có thể kiểm tra lưới phần tử bằng cơng cụ kiểm tra “check mesh”. DEFORM 3D khơng có các công cụ mạnh để chỉnh sửa lưới phần tử sau khi chia. Do kết quả của bài toán phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng chia lưới phần tử nên việc kiểm tra cũng như hiệu chỉnh sau khi chia là rất cần thiết. Trên thực tế việc chia lưới, chỉnh sửa lưới phần tử người ta thường sử dụng kết hợp với các phần mềm khác như phần mềm HyperMesh của hãng Altair (Ấn Độ), sau đó mới đưa vào DEFORM 3D để tính tốn.
41
Khi chia lưới tự động trong DEFORM 3D, người dùng có thể thay đổi kích thước phần tử, kích thước càng nhỏ thì số lượng phần tử và số lượng nút càng lớn, kết quả tính tốn càng chính xác. Tuy vậy khi số lượng phần tử càng lớn thì q trình tính tốn càng lâu. Do đó tùy thuộc vào mức độ chính xác cần thiết, cấu hình máy tính mà ta chọn kích thước phần tử cho phù hợp.
Mơ hình vật liệu
Với việc nhập các thuộc tính cơ học của vật liệu, DEFORM 3D cho phép thực hiện tính tốn cho nhiều bài tốn, từ các bài tốn liên quan đến biến dạng dẻo, biến dạng đàn hồi, bài toán nhiệt, chuyển pha đến các bài tốn mơ phỏng q trình kết tinh lại.
Mơ hình vật liệu cũng như các tính chất cơ nhiệt của vật liệu được định nghĩa trên các thông số khác nhau trong cùng một cửa sổ hộp thoại.
- Biến dạng đàn hồi: các thông số về giới hạn dẻo, hệ số poatxong, hệ số giãn nở nhiệt.
- Thông số về nhiệt độ: Các thông số này được sử dụng khi tính đến các q trình truyền nhiệt: hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng, mức độ bức xạ nhiệt. Các thơng số này có thể xác định như một hằng số hoặc là hàm của nhiệt độ, của các kim loại thành phần.
- Biến dạng dẻo: Trong biến dạng dẻo, điều quan trọng là xác định mơ hình thuộc tính hay ứng suất của vật liệu khi biến dạng dẻo dưới tác dụng của ngoại lực. DEFRORM 3D hỗ trợ mô phỏng cho nhiều loại vật liệu với các mơ hình thuộc tính cơ học khác nhau, từ mơ hình vật liệu dẻo tức thời đến mơ hình vật liệu dẻo phụ thuộc vào tốc độ biến dạng.
Trong thư viện của phần mềm DEFRORM 3D cung cấp hơn 145 loại vật liệu khác nhau với mơ hình thuộc tính đã được xác định bằng thực nghiệm (đường cong σ-ε). Người dùng có thể đưa mơ hình vật liệu vào mơ phỏng.
42
Các điều kiện dẻo được dùng trong DEFRORM 3D là điều kiện dẻo VonMises điều kiện dẻo dị hướng Hill và điều kiện dẻo Lankford. DEFRORM 3D tính tốn cho các bài toán biến dạng dẻo có thể hóa bền đẳng hướng và hóa bền động. Ví dụ DEFRORM 3D có thể giải quyết các bài toán biến dạng dẻo kim loại và hợp kim với mơ hình vật liệu dẻo tức thời như:
- Biến cứng đẳng hướng tuyến tính kép - Biến cứng đẳng hướng nhiều đoạn - Biến cứng đẳng hướng phi tuyến - Biến cứng động tuyến tính kép - Biến cứng động phi tuyến - Dẻo dị hướng
Bên cạnh các mơ hình vật liệu dẻo tức thời, DEFRORM 3D cũng hỗ trợ tính tốn cho các mơ hình vật liệu dẻo phụ thuộc vào tốc độ biến dạng. Mơ hình này được ứng dụng khi mơ phỏng q trình biến dạng nóng kim loại, hợp kim.