Автоматизация подготовки данных для компьютерного моделирования процесса поперечно-клиновой прокатки

В статье рассматривается вопрос подготовки исходных данных для компьютерного моделирования процесса пластического формообразования изделий при поперечно-клиновой прокатке (ПКП) на базе системы конечно-элементного анализа ANSYS/LS-DYNA. Для автоматизации процесса построения моделей ПКП и проведения расчетов было разработано специализированное программное обеспечение (ПО ПСПД), которое обеспечивает формирование конечно-элементной (КЭ) и расчетной модели процесса прокатки с учетом специфики технологического процесса ПКП и с учетом различных аспектов применения метода конечных-элементов (МКЭ) в области обработки металлов давлением (ОМД). Данное ПО взаимодействует с базовой системой через APDL-скрипты – сценарии, которые описывают отдельные последовательности действий по подготовке КЭ модели и выбору параметров решателя для запуска задачи. ПСПД обеспечивает графический интерфейс, благодаря которому пользователь вводит данные необходимые для генерации APDL-скриптов, построение же модели выполняется автоматически в ANSYS в скрытом режиме при их запуске. Кроме того, ПСПД обеспечивает подготовку расчетной модели для самого решателя и обеспечивает управление процессом расчета. Помимо описания функциональных возможностей программы и ее графического интерфейса в статье приводится методика подготовки КЭ и расчетных моделей на базе ПСПД, а также рассматриваются основные этапы создания компьютерной модели ПКП в ANSYS/LS-DYNA, которые автоматизированы в ПСПД. Разработанная программа позволяет существенно снизить требования к знаниям в области компьютерного моделирования у инженеров, занимающихся разработкой инструмента и техпроцессов для прокатки, дает возможность оперативно создавать и изменять КЭ модели, проводить исследования поперечно-клиновой прокатки для различных исходных данных техпроцесса и параметров решателя.

компьютерное моделирование, пластическое деформирование, поперечно-клиновая прокатка, напряженно-деформированное состояние, пластичность, КЭ модели

1. Басов, К. А. ANSYS: справочник пользователя / К. А. Басов. – М.: ДМК Пресс, 2005. – 640 с.

2. Hallquist, J. LS-DYNA theory manual [Electronic resource]. – Livermore Software Technology Corporation, 1998. – Mode of access: https://www.dynamore.se/en/resources/manuals/ls-dyna-manuals/ls-dyna-theory-manual

3. Кожевникова, Г. В. Теория и практика поперечно-клиновой прокатки / Г. В. Кожевникова. – Минск: Беларус. навука, 2010. – 291 с.

4. Щукин, В. Я. Белорусская школа поперечно-клиновой прокатки / В. Я. Щукин, Г. В. Кожевникова // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук. – 2016. – № 1. – С. 43–50.

5. Кожевникова, Г. В. Самоустановление сил трения при поперечной прокатке / Г. В. Кожевникова // Трение и износ. – 2016. – Т. 37, № 4. – С. 421–426.

6. Абрамов, А. А. Использование пакета LS-DYNA для компьютерного моделирования процесса поперечно-клиновой прокатки / А. А. Абрамов, Г. В. Кожевникова // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук. – 2011. – № 2. – С. 41–50.

7. Абрамов, А. А. Компьютерное моделирование процесса формообразования осесимметричных ступенчатых деталей методом поперечно-клиновой прокатки / А. А. Абрамов // Инновации в машиностроении: сб. тр. VII Междунар. науч.-практ. конф. / под ред. В. Ю. Блюменштейна. – Кемерово: КузГТУ, 2015. – С. 424–428.

8. Introduction to the ANSYS Parametric Design Language: A Guide to the ANSYS Parametric Design Language / eds.: J. Strain, E. Miller. – PADT Inc., 2013. – 210 p.