مشکل استاتیکی ناپایدار: تشکیل حرارتی یک ورق فلزی

این مثال استفاده از تثبیت تماس خودکار را برای جلوگیری از مشکلات استاتیکی ناپایدار نشان می دهد.

این صفحه در مورد:

هندسه و مدل
نتایج و بحث
قدردانی ها
فایل های ورودی
ارقام
محصولات Abaqus/Standard

مسائل استاتیکی غیرخطی هندسی می توانند به دلایل مختلفی ناپایدار شوند. ناپایداری ممکن است در مشکلات تماس رخ دهد، یا به دلیل پچ پچ کردن یا به این دلیل که تماسی که برای جلوگیری از حرکات سخت بدن در ابتدا برقرار نشده است. ناپایداری های موضعی نیز ممکن است رخ دهد. آنها می توانند هندسی مانند کمانش موضعی یا مادی مانند نرم کننده مواد باشند.

این مشکل شکل‌دهی حرارتی یک ورق فلزی را مدل‌سازی می‌کند. شکل قالب ممکن است قرار دادن ورق تغییر شکل نیافته دقیقاً در تماس اولیه را دشوار کند، در این صورت الگوریتم اولیه جلوگیری از حرکت بدنه صلب مفید است. مشکلات شکل دهی فلز با تغییر شکل قطعات نسبتاً ساده توسط قالب های نسبتاً پیچیده مشخص می شود. قرار دادن اولیه قطعه کار بر روی یک قالب یا قرار دادن اولیه قالب دوم ممکن است یک تمرین هندسی بی اهمیت برای مهندس مدل سازی فرآیند شکل دهی نباشد. Abaqus نفوذهای اولیه را در جفت های تماس می پذیرد و فوراً سعی می کند آنها را برطرف کند. تا زمانی که هندسه اجازه دهد که بدون تغییر شکل بیش از حد این اتفاق بیفتد، قرار گرفتن اشتباه قطعه کار معمولاً مشکلی ایجاد نمی کند. از سوی دیگر، اگر قطعه کار در ابتدا دور از قالب ها قرار گیرد، ممکن است مشکلات همگرایی جدی ایجاد شود. مگر اینکه شرایط مرزی کافی اعمال شود یا از روش تثبیت استفاده نشود، سیستم‌های اجزای محدود منفرد معادلات به این دلیل به وجود می‌آیند که یک یا چند جسم دارای حرکات جسم صلب آزاد هستند. این معمولاً زمانی رخ می دهد که تغییر شکل از طریق بارها به جای شرایط مرزی اعمال شود. تثبیت تماس می تواند برای جلوگیری از مشکلات همگرایی مفید باشد در حالی که تماس بدون تأثیر قابل توجهی بر نتایج مورد علاقه برقرار می شود (به تثبیت خودکار حرکات بدن صلب در مشکلات تماس مراجعه کنید ).

این مثال به شکل‌دهی حرارتی یک ورق آلومینیومی می‌پردازد. تغییر شکل با اعمال فشار و بارهای ثقلی برای فشار دادن ورق به یک قالب مجسمه‌سازی شده ایجاد می‌شود. تغییر شکل در ابتدا الاستیک است. از طریق حرارت دادن، تنش تسلیم مواد کاهش می یابد تا زمانی که تغییر شکل های پلاستیکی دائمی ایجاد شود. متعاقباً، مجموعه خنک می شود و بارهای فشار برداشته می شود و یک قسمت تشکیل شده با مقداری فنر باقی می ماند. اگرچه ورق در ابتدا مسطح است، اما ماهیت هندسی قالب تعیین محل دقیق ورق را هنگام قرار دادن آن بر روی قالب دشوار می کند. بنابراین، همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است، یک شکاف اولیه بین دو بدنه مدل سازی شده است .