Теоретическая часть. Система QForm позволяет проводить моделирование напряжённо-деформированного состояния

Система QForm позволяет проводить моделирование напряжённо-деформированного состояния инструмента. Возможно просматривать поле напряжений и деформаций, а также форму смещённого контура.

Одним из результатов моделирования является деформация штампов. Рассчитанные штампы могут быть выведены со смещением контура в масштабе. Как показано на рисунке при установке масштаба 10:1 хорошо видно отклонение формы гравюры штампа.

Диалоговое окно экспорта вызывается из пункта меню Файл/Экспорт в STL файл.

В опциях можно выбрать объекты для экспорта. Возможно экспортировать несколько инструментов и заготовку, но при этом экспорт элементов будет производиться в различные файлы с разными именами. Гравюра штампа может быть экспортирована в различных режимах: деформированная, недеформированная и инвертированная.

Последний режим требует некоторых пояснений. Упругая деформация пропорциональна приложенной силе. Например, увеличение в два раза силы, воздействующей на гравюру штампа, приведет к увеличению деформации штампа также в два раза. В частном случае изменение направления приложения силы на обратное (при том же ее значении) приведет к изменению деформации штампа на обратную величину, то есть вместо сжатия будут получено растяжение. Такая гравюра названа «инвертированной». Она немного «выпукла» в сравнении с исходной, недеформированной, гравюрой штампа, но при деформировании за счет возникающих упругих деформаций по форме очень близко приближается к исходной. Тем самым инвертированный контур может быть использован для проектирования компенсирующего профиля инструмента. Такой инструмент позволяет получить более точные поковки.

Ещё одной возможностью системы по моделированию инструмента является оценка степени его износа.

Показатель износа дает качественную оценку реального износа штампа. Для получения количественной оценки необходимо проведение экспериментальных исследований в промышленных условиях. После обработки результатов эксперимента будет возможно определить распределение глубины износа штампа или предсказать срок службы штампа.

Показатель износа может использоваться для оптимизации технологического процесса по критерию увеличения срока его службы. Существует прямая корреляция между абсолютным значением показателя износа и глубиной износа штампа: большее значение показателя износа соответствует большей глубине. Используя эмпирическую зависимость между показателем и глубиной износа штампа, возможно дать оценку износа с достаточно высокой точностью.

Практическая работа:

Моделирование инструмента проводится после окончания моделирования процесса штамповки. Рассмотрим особенности моделирования напряжённо-деформированного состояния на примере готового проекта QForm.

Откройте в QForm проект «моделирование инструмента.qfm». Необходимо перейти ко 2-й операции. Для этого в дереве операций щёлкаем по имени операции правой кнопкой мыши и в открывшемся контекстном меню выбираем команду Сделать активной. После этого в окне модели отобразится положение заготовки и инструмента на последнем шаге 2-й операции.

По словам разработчиков системы, не рекомендуется для расчёта инструмента использовать последний шаг деформации. Наиболее логичным является оценка напряжённо-деформированного состояния инструмента на шаге с максимальным усилием штамповки. Для того чтобы найти такой шаг можно воспользоваться графиком зависимости усилия на ползуне от угла поворота кривошипного вала пресса (или расстояния, что в данном случае не важно).

Для того, чтобы просмотреть графики зависимости, щёлкните правой кнопкой мыши в свободном месте окна модели и в появившемся меню выберите команду Графики общие.

Используя кнопки просмотра процесса по шагам , перемещайтесь назад и вперёд по шагам. Чёрный крестик на графике показывает усилие на текущем шаге. Нужно выбрать шаг с максимальным усилием (в нашем случае 28-й шаг). После этого закройте окно с графиком.

Для просмотра полей в инструменте, надо в списке, находящемся внизу окна выбрать нужный инструмент. Выберите инструмент 1.

В данный момент доступна лишь одна кнопка: Граничные условия. Для правильного моделирования инструмента, система должна знать способ его закрепления. Необходимо указать, что верхний торец пуансона прикреплён к ползуну. Для этого рамкой выделяем точки, принадлежащие верхнему торцу, и в открывшемся окне выбрать для них режим Жесткая заделка.

После этого появятся дополнительные вкладки, активируя которые можно оценить деформированное, напряжённое состояния, а также предположительное смещение контура инструмента.

Похожим образом происходит моделирование напряжённо-деформированного состояния в случае решения 3D задачи. Перейдите к операции 3.

Аналогичным образом найдите шаг с максимальным усилием и закройте окно с графиком. После выбора в списке необходимого для моделирования инструмента, вам придётся также задать граничные условия. Щёлкнув по верхней поверхности пуансона зададим жёсткую заделку. Для цилиндрической поверхности пуансона зададим посадку с натягом. Выделить нужный участок поверхности нам позволит режим Плоскости (1). После его активации на экране возникнут две плоскости. Расположите их как показано на рисунке и выберите команду Задать граничные условия. В открывшемся окне выберите посадку с натягом и введите параметры согласно рисунку.

В трёхмерном режиме, в отличие от 2D необходим дополнительный расчёт инструмента на полной версии программы после нажатия на кнопку . После такого расчёта станут доступны аналогичные двухмерной задачи вкладки для просмотра напряжённого и деформированного состояния в инструменте.

---

Дата добавления: 2015-07-14