Modelowanie numeryczne przewidywania odkształceń sprężystych blach podczas gięcia

Modelowanie numeryczne

Modelowanie numeryczne gięcia przeprowadzono w programie Abaqus/CAE, który umożliwia analizę modeli fizycznych uwzględniających nieliniowości geometryczne wywołane dużymi odkształceniami oraz nieliniową charakterystykę materiałową. Model numeryczny narzędzi i blachy (rys. 3) odpowiadał warunkom eksperymentalnym. Do podziału blachy na elementy skończone wykorzystano ośmiowęzłowe elementy powłokowe typu shell S8R [5]. Powierzchnię narzędzi zamodelowano za pomocą czterowęzłowych elementów nieodkształcalnych R3D4. Model narzędzi zawierał 9586 elementów,a model blachy – 1120 elementów.

Właściwości sprężyste materiału blachy zdefiniowano przez wprowadzenie modułu Younga E = 210 GPa oraz współczynnika Poissona ν = 0,3. Model materiału uwzględniał anizotropię właściwości mechanicznych, zgodnie z równaniem Hilla przedstawionym w 1948 roku (Hill1948) [6]:

gdzie σ – naprężenie zredukowane, a indeksy 1, 2, 3 reprezentują kierunek wzdłużny, poprzeczny i normalny do powierzchni blachy. Parametry F, G, H, L, M, N są parametrami materiałowymi charakteryzującymi początek płynięcia [7].

W modelu uwzględniono umocnienie odkształceniowe zgodnie z parametrami umocnienia zamieszczonymi w tab. 1. W programie Abaqus/CAE do powłokowych elementów skończonych należy przypisać odpowiednią regułę całkowania oraz pewną liczbę punktów całkowania na grubości blachy. W artykule przeanalizowano dwie reguły całkowania dostępne w systemie Abaqus/CAE: regułę całkowania Gaussa i regułę całkowania Simpsona. Liczba punktów integracji musi być nieparzysta, tak aby jeden punkt mógł znajdować się w środkowej warstwie blachy [8]. Nieliniowości wynikające z kontaktu narzędzia z blachą zdefiniowano przy pomocy funkcji kary (ang. penalty method). W analizach numerycznych wrażliwości modelu na zmianę wartości współczynnika tarcia uwzględniono pięć wartości tego współczynnika (0,01; 0,03; 0,06; 0,1 oraz 0,2).

Galeria

Zobacz więcej

Mogą zainteresować Cię również

Styczeń miesiącem bezpieczeństwa produkcji.

zobacz więcej