Моделирование. 
Исследование процесса правки в программе ANSYS/LS-DYNA

Исследования выполнены на основе математического моделирования методом с использованием пакета прикладной программы ANSYS/LS-DYNA.

ANSYS — это передовой комплекс средств компьютерного инженерного моделирования, использующий метод конечных элементов. Инструменты ANSYS позволяют решать вcевозможные задачи из различных областей физики: конструкционные, тепловые, гидрогазодинамические, электромагнитные, а также междисциплинарные (с сопряжением различных областей физики).

LS-DYNA является наиболее мощным и популярным пакетом для моделирования динамических задач. В основу вычислительных алгоритмов заложен явный метод интегрирования по времени полной системы уравнений механики сплошных сред. Явный тип интегрирования является оптимальным для решения кратковременных динамических задач с быстроменяющимися параметрами и позволяет свести систему уравнений к последовательно и независимо решаемым алгебраическим уравнениям, что, кроме того, упрощает использование физических соотношений для описания поведения материалов и позволяет использовать очень сложные модели.

Выполнение процесса моделирования состоит из 3-х основных этапов:

• — препроцессорная подготовка:
• — решение задачи;
• — постпроцессорная обработка.

Препроцессорная подготовка включает в себя создание геометрической (Рис. 3.1) и конечно-элементной модели процесса (Рис. 3.2, Рис. 3.3), определение типов элемента, моделей материала, контактных параметров процесса, введение ограничений и нагрузок, действующих на модель, определение времени расчета и всех других необходимых параметров для выполнения расчета.

Решение задачи позволяет запустить и контролировать процесс решения.

Постпроцессорная обработка позволяет в графическом виде получить результаты выполненного расчета путем построения графиков и эпюр исследуемых процессов, создания анимации процесса и прочее.

В программе ANSYS/LS-DYNA в качестве препроцессора и постпроцессора используется типовые модули Ansys, а при решении задачи используется решатель программы LS-DYNA.

Моделирование процесса правки полосы.

Полоса (20,4Ч4741Ч26 321мм) проходит между двумя рядами последовательно расположенных роликов, установленных в шахматном порядке таким образом, что при движении полосы, ее искривление устраняется. Диаметр роликов — 430 мм, шаг — 450 мм, количество роликов: 9. Скорость правки — 0,4 м/с.

В качестве материала для валков и стола используем материал (Rigid) со следующими механическими характеристиками: с = 7850 МПа, E = 2,1*1011 МПа, н = 0,3. Для полосы (Plastic Kinematic): с = 7850 МПа, E = 2,1*1011 МПа, н = 0,3, ут = 600*106 МПа, D = 1940*106 Мпа, с = 40, P = 5.

В таблице 3.1. представлены позиции валков:

Таблица 3.1.

Рис. 3.1. Геометрическая модель правки полосы

Рис. 3.2. Конечно-элементная модель процесса правки

Рис. 3.3. Конечно-элементная модель процесса правки (с увеличением)

роликоправильный компьютерный препроцессорный Решение задачи проходило в программе LS-DYNA. В представленных картах:

• — Boundary_Prescribed_Motion_Rigid,
• — Contact_2D_automatic_single_surface,
• — Control_termination,
• — Control_timestep,
• — Database_binary_d3plot,
• — Database_binary_d3thdt,

— Define_curve,.

• — Initial_velocity_generation,
• — Interface_springbacr_lsdyna,
• — Keyword,

я задавала определенные условия — запускала решение — исправляла — запускала решение. Каждая карта определяет в модели некоторый объект или объекты: узлы, элементы, уравнения состояния, материалы и т. д.