[22.01.2021]
Вышел релиз DEFORM V12.1
Версия DEFORM 12.1 включает в себя множество новых приложений и функций, упрощающих использование. Он также предоставляет различные улучшения и исправления ошибок.
- Импорт сразу нескольких объектов
- Улучшенное управление объектами
- Инструменты оцифровки 2D-геометрии
- 2D локальное перестроение сетки.
- Расширенный поиск в библиотеке материалов
- Графический дигитайзер
- Закон анизотропной текучести Хоффмана
- Усовершенствования функции выстоя (подъема инструмента) при моделировании процессов с несколькими ударами пресса или молота
- Вращение по 2 осям в 2D
- Импорт контактной пары (при повторном использовании)
- Критерии остановки для каждого объекта
- Критерий остановки по максимальному диаметру
- Движущийся инструмент в HT задачах
- Дополнительные функции для моделирования деформационного разогрева
- 2D линейная сварка трением
- Улучшения ALE Shape rolling
- Шаблон для прошивки труб
- Spinning (экспресс) решатель
- Автоматическое создание пути для моделирования сварки трением
- Путь и ориентация для источника тепла
- Активация элемента источника тепла
- Граничное условие теплового потока
- Прогноз срока службы инструмента
- Обновление изношенной геометрии инструмента
- Клеточный автомат 2-го поколения с моделью роста зерна
- Пользовательские точки обзора модели
- Пользовательские горячие клавиши
- Визуализация осей цилиндрической системы координат
- Переменная состояния теплового потока
- Диаграммы предельной деформации
- Редактор презентаций нового поколения
- Инструмент Geo / Mesh (бета)
Усовершенствования модуля Индукционный нагрев
Это материал является продолжением статьи о модуле Индукционного нагрева в DEFORM, начало - смотри здесь.
Индукционный нагрев эффективно применяется в широком диапазоне производственных задач. Он часто используется при нагреве заготовок для полугорячей и горячей штамповки или нагрева уже готовых поковок перед термической обработкой. Местный (локальный) индукционный нагрев часто применяется при поверхностной закалке и отжиге.
В этом случае контроль размера нагреваемой области, ее глубины и скорости прогрева позволяет получать заданное распределение характеристик конечного изделия.
Индукционный нагрев получил широкое распространение потому, что это быстрый и экономичный способ нагрева металла. Переменный ток проходит через медную катушку (индуктор), в результате чего вокруг нее возникает магнитное поле. Если поместить в это поле заготовку, в ней начнет индуцироваться электрический ток.
Этот ток, вследствие электрического сопротивления металла, вызывает генерацию тепла внутри заготовки.
У инженера, проектирующего процесс индукционного нагрева, есть возможность контролировать и изменять следующие параметры технологического процесса:
- конструкцию катушки
- частоту переменного тока
- входную мощность
Программное обеспечение DEFORM позволяет исследовать влияние вышеуказанных параметров процесса с помощью компьютерного моделирования. Это позволяет рассмотреть все возможные варианты до «реализации в железе» и выбрать наилучший из рассмотренных.
DEFORM имеет широкие возможности моделирования индукционных процессов, позволяет оптимизировать скорость, область и глубину нагрева.
В DEFORM реализовано два решателя для моделирования индукционного нагрева: на основе метода конечных элементов (FEM) и на основе метода граничных элементов (BEM).
|
Метод FEM
- воздух должен быть представлен телом, разбитым на сетку
- моделирование процессов с движением заготовки/нагревателя сложно реализуемы
- более точное решение
|
Метод BEM
- простая настройка - не требуется представления воздуха телом, разбитым на сетку
- возможно моделирование процессов с движением заготовки/нагревателя
- более длительное время решения
|
Ранее в DEFORM для 3D моделирования индукционного нагрева методом граничных элементов (BEM) были разработаны специальные окна нагрева (левая часть рисунка). Эти окна позволяют уменьшать вычислительный размер модели за счет ограничения области расчета процессов индукции.
При этом сохраняется точность решения внутри области, которая попадает в назначенное пользователем окно.
Предполагается, что за пределами этого окна, взаимодействие индуктора с заготовкой незначительно и им можно пренебречь, экономя вычислительные ресурсы. Окна нагрева могут перемещаться вместе с индуктором или заготовкой, что значительно упрощает процесс настройки модели, подразумевающей движение заготовки/нагревателя (правая часть рисунка).
Компания SFTC постоянно совершенствует решатели для моделирования индукционного нагрева, уменьшая время расчётов и увеличивая их качество. В DEFORM V12.1 был представлен обновленный решатель BEM моделирования, который значительно уменьшает потребление оперативной памяти компьютера и сокращает время моделирования.
Например, модель индукционного нагрева в 3D BEM постановке, приведенная на рисунке слева, на версии DEFORM V12, на компьютере с четырьмя физическими ядрами считалась в течение 6 часов, а на версии DEFORM V12.1 – в течение 41 минуты. Т.е. при всех прочих равных расчет прошел приблизительно в 9 раз быстрее.
В DEFORM уже очень давно разработан решатель FEM для моделирования индукционного нагрева в 2D постановке. Некоторым, ограничивающим его применение, фактором является необходимость моделирования воздуха как отдельного объекта, разбитого на сетку.
Это затрудняло моделирование процессов, предполагающих движение заготовки или движение индуктора, т.к. воздух должен был в этом случае быть разделен на отдельные, соприкасающиеся и движущиеся друг относительно друга объекты (самая левая часть рисунка).
Версия DEFORM 12.1 поддерживает более гибкие и продвинутые подходы к моделированию подобных задач, в том числе на основе метода конечных элементов (FEM). Первый подход подразумевает, что воздух представлен одним объектом с сеткой, который перекрывает другие объекты (вторая часть рисунка).
Второй подход автоматически создает сетку для воздуха на каждом шаге (третья часть рисунка).
Этот подход не требует от пользователя создания дополнительных объектов, моделирующих воздух, создание этих объектов и расчет для воздуха производятся автоматически и не видны пользователю.
Оба эти подхода, позволяют моделировать перемещение заготовки/индуктора, устраняют необходимость создания дополнительных объектов для воздуха и настройки граничных условий взаимодействия между ними.
2D-модели FEM имеют небольшое преимущество перед 2D-моделями BEM (рисунок вверху, самая правая часть) с точки зрения точности. В примере, показанном выше, наилучшее сочетание точности и простоты использования обеспечивается перекрывающимися (второй рисунок слева) и автоматически генерируемыми (третий рисунок слева) моделями объектов воздуха (FEM).
FEM-модели с автоматически сгенерированным объектом воздуха (третий рисунок слева) и BEM-модели (самый правый рисунок), при этом, потребовали меньших времени и усилий для их создания.
Возможности моделирования индукционного нагрева включены в комплектацию DEFORM Premier и DEFORM-HT. Так же эти возможности могут быть добавлены к DEFORM-2D или DEFORM-3D с помощью модуля Microstructure.
Для получения дополнительной информации о лицензировании индукционного нагрева, технических возможностях и поддержке, пожалуйста, свяжитесь с нами.
