December 13th, 2016
تقدم الورقة التالية تقنية محاكاة FE جديدة (KBC-FE) ، والتي تقلل من التكلفة الحسابية عن طريق إجراء عمليات المحاكاة على بيئة الحوسبة السحابية ، من خلال تطبيق الوحدات النمطية الفردية. علاوة على ذلك ، فإنه ينشئ شبكة تعاونية سلسة بين العلماء الرائدين في العالم ، مما يتيح دمج وحدات المعرفة المتطورة في محاكاة FE.
العام لطريقة محاكاة FE السحابية القائمة على المعرفة هو الجمع بين التخصصات من مختلف المجالات في بوابة واحدة لتعزيز قدرة ودقة تشكيل عمليات محاكاة دون زيادة صعوبة استخدامها بشكل كبير. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال تشكيل الصفائح المعدنية ، مثل تحديد المعلمات لتشكيل المكونات بنجاح ، والتنبؤ بعمر أدوات التشكيل. تتمثل إحدى نقاط القوة الرئيسية لهذه المنهجية في أنها تمكن من استخدام النماذج التنبؤية المتقدمة مع أي برنامج محاكاة FE دون الحاجة إلى أي تعديلات على النماذج نفسها.
بشكل عام ، سيتمكن الأفراد الجدد على هذه الطريقة من استخدامها بصعوبة قليلة جدا بسبب واجهة المستخدم التي تكمن في الإجهاد. سيظهر العرض المرئي مدى سهولة تضمين النماذج التنبؤية المتقدمة في محاكاة FE التقليدية. يغطي هذا القسم كيف يمكن استخدام حوسبة KBC-FE للتنبؤ بالقابلية للتشكيل في عملية الختم الساخن.
ابدأ مشروعا جديدا في برنامج محاكاة FE. حدد العملية كتشكيل ساخن للختم ونوع الحل ك PAM-AutoStamp عند حفظ المشروع. بعد ذلك ، قم باستيراد القالب الداخلي للباب بالنقر أولا على أدوات الاستيراد CAD ، وقم بتسمية الكائن المستورد باسم القالب ، وقم بتبديل استراتيجية التشكيل الساخن لربط الأدوات ، ثم قم باستيراد ونقل ملف هندسة IGS الداخلي للباب إلى الواجهة الرسومية.
الآن ، كرر العملية لاستيراد الثقب والحامل الفارغ. بعد ذلك ، ضمن علامة تبويب الإعداد ، انقر فوق فارغ. ثم ، في المحرر الفارغ ، انقر فوق إضافة فارغة.
قم بتعيين الكائن الجديد على أنه فارغ، وقم بتعيين النوع على أنه سطح فارغ. الآن ، اختر مخططا لنوع التعريف ، واستورد الشكل الفارغ بالنقر فوق استيراد من ملف CAD. ضمن خيارات الشبكة ، حدد التحسين كمستوى مفروض ، وحدد المستوى الأول.
بعد ذلك ، قم بإيقاف تشغيل الربط التلقائي واضبط حجم الشبكة على أربعة ملليمترات. تابع تحديد خصائص المواد في المحرر الفارغ. ضمن علامة التبويب المواد ، انقر فوق تحميل مادة ، وحدد مادة AA-six-zero-eight-two.
اضبط اتجاه التدوير على X يساوي واحدا. اضبط السماكة الفارغة على ملليمترين ودرجة الحرارة الأولية الفارغة على 490 درجة مئوية. بعد ذلك ، انتقل إلى علامة تبويب الإعداد ، وانقر فوق العملية ، وحدد أيقونة علامة الجمع لتحميل ماكرو جديد.
بعد ذلك ، استعرض وصولا إلى مجلد التشكيل الساخن للطوابع وحدد ملف المعدل التراكمي المزدوج للتحقق من صحة HF. في مربع حوار التخصيص ، قم بتنشيط كائنات الحامل الفارغ والقالب والثقب والحامل الفارغ. ضمن علامة التبويب المراحل ، قم بتنشيط الجاذبية ، والإمساك ، والختم ، والتبريد.
الآن ، قم بتعيين جميع المعلمات في سمات الكائن ضمن علامة تبويب الإعداد لتتوافق مع الإعداد التجريبي الفعلي. اضبط عوامل نقل الحرارة كدالة للفجوة وضغط التلامس. ثم انقر فوق أيقونة الفحص للتحقق من الإعداد بحثا عن الأخطاء ، وإذا لم تكن هناك أخطاء ، فانقر فوق رمز الحساب لبدء المحاكاة على الكمبيوتر المضيف.
بعد مراقبة النتائج، قم بتشغيل برنامج نصي لتصدير قيم الإجهاد الرئيسي والإجهاد الثانوي ومحيط درجة الحرارة لكافة العناصر من جميع حالات المحاكاة كملفات ascii، ثم احفظ الملفات. من خلال استغلال البيانات بهذه الطريقة ، لا يتم نقل أي معلومات حول هندسة المكون إلى البوابة الإلكترونية ، وبالتالي حماية أي معلومات سرية. الآن ، قم بالوصول إلى التشكيل الذكي ، وهو البوابة التي تم إنشاؤها حديثا لمحاكاة KBC-FE ، وقم بتسجيل الدخول إلى ملف تعريف المستخدم الخاص بك.
حدد الوحدة النمطية للتنبؤ بحد التشكيل، وقم بتصدير ملفات نتائج المحاكاة إلى الكمبيوتر السحابي. بعد ذلك ، أدخل عدد الحالات في المحاكاة ، وأدخل تفاصيل المحاكاة ومعلماتها يدويا ، وابدأ الحساب. بعد إجراء الحساب، قم بتنزيل النتائج من الكمبيوتر السحابي للتصور في محاكاة FE الخاصة بك.
بعد ذلك ، قم بتحميل الحالة النهائية لنتائج محاكاة FE ، وتحت علامة التبويب coutours ، انقر فوق القيم المستوردة ، ثم القيم العددية. حدد ascii لعرض نتائج التنبؤ بحد التشكيل. يغطي هذا القسم كيف يمكن استخدام حوسبة KBC-FE للتنبؤ بعمر الأداة باستخدام عملية تشكيل بديلة.
قم بإنشاء مشروع محاكاة جديد وتسميته في برنامج محاكاة FE. حدد العملية كختم قياسي، واكتب المحلل ك PAM AutoStamp عند حفظ المشروع. بعد ذلك ، قم باستيراد هندسة القالب بالنقر فوق أدوات الاستيراد CAD.
بعد ذلك ، قم باستيراد ونقل ملف هندسة IGS على شكل حرف U إلى واجهة الرسومات. حدد استراتيجية التحقق من الصحة لربط الأدوات، واضبط حجم الشبكة على ملليمترين، بزاوية قصوى خمسة. قم بتسمية الكائن المستورد باسم يموت.
بنفس الطريقة ، قم باستيراد الثقب والحامل الفارغ. الآن ، ضمن الإعداد ، انقر فوق فارغ ، وأضف فارغا في المحرر الفارغ. قم بتعيين الكائن الجديد على أنه فارغ ثم حدد النوع كسطح فارغ.
بعد ذلك ، اختر أربع نقاط لنوع التعريف واضبط الحجم الفارغ على 120 × 80 ملم مربع. تأكد من إيقاف تشغيل الربط التلقائي واضبط حجم الشبكة على نقطة واحدة وخمسة ملليمترات. الآن ، حدد خصائص المواد في المحرر الفارغ.
انقر فوق تحميل مادة ضمن علامة تبويب المواد وحدد مادة AA خمسة - سبعة - خمسة - أربعة H واحد - واحد - واحد كخصائص المادة. ثم اضبط السماكة الفارغة على نقطة واحدة وخمسة ملليمترات بدرجة حرارة أولية 20 درجة مئوية. تابع بالنقر فوق العملية ضمن علامة تبويب الإعداد وحدد أيقونة علامة الجمع لتحميل ماكرو جديد.
استعرض وصولا إلى مجلد جدوى الطوابع وحدد ملف المعدل التراكمي لنقطة الإجراء المزدوج فقط. في مربع حوار التخصيص ، قم بتنشيط الحامل الفارغ والقالب والثقب والفارغ. تحت المراحل ، قم بتنشيط الختم.
الآن ، قم بتعيين جميع المعلمات في المحاكاة لتتوافق مع إعداد التجربة الفعلي. بعد ذلك ، انقر فوق التحقق من الإعداد للتأكد من عدم حدوث أخطاء. الآن ، انقر فوق رمز الحساب وابدأ الحساب لمحاكاة ثني على شكل حرف U من 11 حالة على الكمبيوتر المضيف.
عند اكتمال المحاكاة ، قم بتشغيل برنامج نصي لتصدير ملفات ascii لبيانات الإحداثيات وبيانات ضغط الاتصال للقالب. بعد ذلك ، من بوابة التشكيل الذكية ، حدد وحدة التنبؤ بعمر الأداة ، وأدخل تفاصيل المحاكاة يدويا ، وعدد الحالات في المحاكاة ، وقم بتصدير ملفات نتائج المحاكاة إلى الكمبيوتر السحابي. ثم ابدأ الحساب.
بمجرد اكتمال الحساب ، قم بتنزيل النتائج واعرض حالتها النهائية في برنامج محاكاة FE. للقيام بذلك ، انتقل إلى علامة التبويب الخطوط ، وانقر فوق مستورد ، ثم القيم العددية. ثم حدد ascii لعرض نتائج التنبؤ بعمر الأداة.
تم استخدام الشكل الفارغ الأولي المعتمد من عملية الختم البارد التقليدية في محاكاة KBC-FE. كانت النتائج التجريبية بهذا الشكل تحتوي على مناطق فشل كبيرة مرئية بعد الختم الساخن. بعد تكرار واحد لتحسين الشكل الفارغ ، تم تشكيل لوحة ناجحة بالكامل تقريبا مع رقبة أقل بكثير.
يمكن ملاحظة أنه لا يزال هناك مؤشر على وجود رقبة في الجيوب في الزوايا العلوية اليمنى واليسرى من اللوحة. بعد مزيد من التحسين ، تم الحصول على شكل فارغ بدون رقبة مرئية على اللوحة. تم التحقق من الشكل الفارغ المحسن من خلال تجارب الختم الساخن التي أجريت على خط إنتاج مؤتمت بالكامل.
للتحقيق في آثار قوة التثبيت الفارغة على عمر الأداة ، تم فحص ثلاث قوى قابضة فارغة. عند سرعة تشكيل ثابتة تبلغ 250 ملم في الثانية ، أكثر من 300 دورة تشكيل ، انخفض سمك الترميز المتبقي مع زيادة قوة الإمساك الفارغة. أظهر رسم الضغط وسمك الترميز المتبقي على طول المسافة المنحنية للقالب أن تآكل الترميز حدث بشكل أساسي في نصف قطر دخول القالب.
تتوافق قيمتا الذروة لتقليل سمك الترميز مع قمم الضغط. من خلال تطوير النماذج التنبؤية في وقت واحد وتنفيذها كوحدات على بوابة التشكيل الذكية ، يمكن تعزيز دقة محاكاة FE التجارية بشكل لا يقاس دون استخدام إجراءات فرعية معقدة. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر أن الوحدات المختلفة ، بينما يجب معايرتها وفقا لسبائك الصفائح المعدنية التي تتم محاكاتها.
بالإضافة إلى التنبؤ بحد التشكيل وعمر الأداة ، يمكن التقاط الميزات الأخرى لعمليات التشكيل باستخدام هذه التقنية ، مثل التطور الهيكلي والتنبؤ بقوة ما بعد النموذج. هذا يعني أنه يمكن الآن ربط تخصصات كبار العلماء من جميع أنحاء العالم معا من خلال المساهمة في العمل في تشكيل المعادن في شكل وحدات. تمتد الآثار المترتبة على هذه التقنية إلى البيانات الضخمة.
يمكن تجميع معلومات ظروف التشكيل من العديد من العمليات للتحليل ذي الصلة لتوجيه العمل التجريبي المستقبلي وتطورات النماذج.
تقوم هذه الورقة بتقديم طريقة محاكاة السحابة المستندة إلى المعرفة (KBC-FE)، التي تدمج مختلف التخصصات في منصة واحدة لتعزيز دقة محاكاة عمليات التشكيل. وتتيح للمستخدمين الاستفادة من النماذج التنبؤية المتقدمة دون الحاجة إلى تعديل برامج محاكاة العناصر المحدودة الحالية.
Advanced FE simulation methods, such as Knowledge Based Cloud FE (KBC-FE), address the increasing complexity and predictive demands of material forming in automotive and aerospace R&D. By integrating advanced material and friction models with cloud-based computation, KBC-FE enhances simulation accuracy and operational efficiency at critical design and manufacturing inflection points. This capability supports rapid iteration, risk reduction, and data-driven decision-making across the product development pipeline.
KBC-FE simulation integrates seamlessly from early process design through to preclinical manufacturing validation, enabling iterative optimization and data-driven decision support.