Математическое моделирование процесса получения пазов якорного железа с помощью программного комплекса ANSYS

Для изготовления паза якорного железа используют штамповку. Т.к. толщина заготовки менее 10мм (0,5мм), то будем использовать листовую штамповку. Для моделирования изготовления паза потребуется дорогостоящая штамповая оснастка. Моделирование можно произвести с помощью ЭВМ с использованием программного комплекса ANSYS.

ANSYS - многоцелевой конечно-элементный пакет для проведения анализа в широком круге инженерных дисциплин (прочность, теплофизика, динамика жидкостей и газов и электромагнетизм).

Краткое описание характеристик и отличительных особенностей.

ANSYS является универсальным т.н. “тяжелым“ конечно-элементным пакетом, предназначенным для решения в единой среде (и на одной и той же конечно-элементной модели) задач:

·         Прочности

·         Тепла

·         Электромагнетизма

·         Гидрогазодинамики

·         Многодисциплинарного связанного анализа, объединяющего все четыре типа

·         Оптимизации на основе всех вышеприведенных типов анализа

Следующим этапом математического моделирования процессов, происходящих при формообразовании нежесткого тела является построение модели процессов, происходящих непосредственно при штамповке. Научная новизна данной модели в том, что в ней рассматриваются процессы, проходящие при штамповке до образования трещин. В отличие от области пластического деформирования [1], область равновесного состояния практически не исследована. Интерес данная область для моделирования представляет тем, что в ней сохраняется устойчивость протекающих процессов. При прохождении предела текучести материала, образовании первых трещин и начале пластической деформации устойчивость процессов теряется.

При решении задач о пробивании металлических пластин объектами возникает необходимость определения свойств материала этих пластин при больших скоростях нагружения. Поскольку для решения задач такого профиля хорошо подходит пакет LS-DYNA, то и идентификацию логично проводить для моделей материалов заложенных в данный пакет. В качестве основного ограничения выступает следующее: эксперимент должен быть достаточно простым при сохранении информативности. При использовании поставленной задачи использовался метод конечных элементов.

Метод конечных элементов заключается в том, что составные части модели делятся на конечное число элементов и происходящие процессы моделируется не для общей системы, а для каждого элемента в отдельности. Задаваемые нагрузки и расчетные реакции на них приложены к узлам данных конечных элементов. Также для системы элементов задаются линейные и нелинейные свойства материалов, используемые при проведении расчетов и определении результатов. В данной схеме используются элементы типа “оболочка (SHELL)” c шестью степенями свободы.