Ввод исходных данных моделирования в препроцессоре

Запускаем программный комплекс DEFORM-3D, затем создаем новую задачу. После чего появляется окно препроцессора, необходимого для создания, сбора или изменения данных, требуемых для проведения расчета и для создания файла базы данных для расчета (рис. 1.2) [1].

Рисунок 1.2 – Окно препроцессора DEFORM-3D

Рассмотрим последовательность действий в препроцессоре DEFORM-3D.

Для начала заходим в параметры моделирования (Simulation Controls) и настраиваем процесс моделирования:

Во вкладке «Основное» задаем основные параметры моделирования под наш процесс (рис. 1.3):

· устанавливаем единицы измерения СИ;

· выставляем тип моделирование Анализ Лагранжа (Lagrangian Incremental);

· выбираем режимы, которые нужно исследовать.

Рисунок 1.3 – Настройка основных параметров

Во вкладке «Шаг» настраиваем параметры шага (рис. 1.4):

· задаем номер начального шага;

· число шагов расчета;

· через сколько шагов сохранять результаты;

· выбираем главный инструмент;

· вводим время прохождения одного шага.

Рисунок 1.4 – Настройка параметров шага

После настройки параметров симуляции процесса переходим к импортированию модели заготовки и инструмента. DEFORM-3D поддерживает файлы с расширением «.stl». Также можно создать модель и в самом модуле, но так как он имеет ограниченные возможности по созданию трехмерных моделей, удобнее будет выбрать вариант с импортированием модели. Строим заготовку небольших размеров и с простой геометрией, так как при увеличении объема детали увеличивается время расчета.

Вслед за импортированием модели заготовки во вкладке «Общее» выбираем тип исследуемого объекта «Пластичный», задаем начальную температуру и материал заготовки выбираем из библиотеки – Сталь 38ХМА (рис. 1.5).

Рисунок 1.5 – Настройка параметров заготовки

Затем заходим во вкладку «Сетка» и генерируем сетку. Сетку можно сгенерировать «Относительную» и «Абсолютную». Мы же выбираем сгенерировать как «Абсолютную» и выставляем такие параметры (рис. 1.6).

Рисунок 1.6 – Настройка параметров сетки

Для более точных результатов исследования сгущаем сетку в зоне резания, т.е. уменьшаем размер конечных элементов (рис. 1.7).

Рисунок 1.7 – Сетка конечных элементов

После чего заходим во вкладку граничных условий «Bdry. Cnd.». Здесь мы фиксируем заготовку по трем координатам, задаем плоскость с которой будет сопряжен контакт инструмента с заготовкой и задаем плоскости в которых нас будет интересовать теплообмен с окружающей средой (рис. 1.8).

Рисунок 1.8 – Задание граничных условий для заготовки

Далее заходим во вкладку «Свойства»/«Деформационные» выбираем тип компенсации потери объема «Active in FEM» (Активна во время расчета) – объем объекта вычисляется во время расчета и в дальнейшем корректируется из условия постоянства объема [1].

Рис. 1.9 – Настройка параметров движения инструмента

Следом импортируем геометрию инструмента. Во вкладке «Общее» задаем тип объекта «Жесткий». После чего во вкладке «Движение» задаем параметры движения инструмента (рис. 1.9).

Рисунок 1.10 – Позиционирование объектов

После чего переходим в окно «Позиционирования объектов» и выставляем инструмент относительно заготовки в начальное положение для моделирования (рис. 1.10).

Затем переходим в окно «Взаимодействия объектов» и настраиваем взаимодействие между инструментом и заготовкой, также вводим деформационный и температурные коэффициенты (рис.1.11). Потом корректируем погрешность контакта и генерируем контакт между объектами.

Рисунок 1.11 – Взаимодействие объектов

Заходим во вкладку «Материал» и задаем некоторые свойства материала, а именно «Твердость», для стали 38ХМА вводим параметры прокаливаемости (табл. 1.1) по кривой Jominy (рис. 1.12).

Таблица 1.1 – Твердость полос прокаливаемости HRC_э

Расстояние от торца, мм
1,5		4,5
48-57	47-57	46,5-57	45,5-56,5	43-55,5	40-54,5	37,5-53	35,5-51,5	33-49	25-46

Рисунок 1.12 – Окно функций Jominy Hardness

После чего переходим во вкладку «Дополнительно» и вводим критерий разрушения Cockcroft & Latham (рис. 1.13).

Рисунок 1.13 – Критерий разрушения Cockcroft & Latham

Последним этапом в окне препроцессора является генерация базы данных (рис. 1.14).

Рисунок 1.14 – Генерация базы данных

После генерации базы данных выходим с препроцессора и переходим в окно DEFORM-3D (рис. 1.15).

Рисунок 1.15 – окно DEFORM-3D

Сбоку во вкладке «Simulator» нажимаем кнопку «Старт» и начинается расчет моделирования, который можно просмотреть как наглядно нажав на кнопку «Simulation Graphics» так и в текстовом формате перейдя на вкладку «Сообщения».