Oparta na wiedzy symulacja procesów obróbki plastycznej blach w chmurze

Ogólnym celem metody symulacji FE w chmurze opartej na wiedzy jest połączenie specjalności z różnych dziedzin w jednym portalu w celu zwiększenia możliwości i dokładności symulacji procesu formowania bez znacznego zwiększania trudności ich stosowania. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie obróbki plastycznej blach, takie jak ustawianie parametrów skutecznego formowania elementów i przewidywanie żywotności narzędzi do formowania. Główną zaletą tej metodologii jest to, że umożliwia ona wykorzystanie zaawansowanych modeli predykcyjnych z dowolnym oprogramowaniem symulacyjnym FE bez konieczności wprowadzania jakichkolwiek modyfikacji samych modeli.

Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które są nowe w tej metodzie, będą mogły z niej korzystać z bardzo niewielkimi trudnościami ze względu na interfejs użytkownika obciążenia leżące. Demonstracja wizualna pokaże, jak proste jest włączenie zaawansowanych modeli predykcyjnych do konwencjonalnych symulacji ES. W tej sekcji opisano, w jaki sposób obliczenia KBC-FE mogą być wykorzystane do przewidywania odkształcalności w procesie tłoczenia na gorąco.

Rozpocznij nowy projekt w oprogramowaniu symulacyjnym ES. Podczas zapisywania projektu należy wybrać proces jako formowanie na gorąco stempla stempla i typ solvera jako PAM-AutoStamp. Następnie zaimportuj wewnętrzną matrycę drzwi, klikając najpierw narzędzia importu CAD, nazwij importowany obiekt jako matrycę, przełącz strategię formowania na gorąco, aby zasiać narzędzia, a następnie zaimportuj i przenieś plik geometrii wewnętrznej drzwi IGS do interfejsu graficznego.

Teraz powtórz proces, aby zaimportować stempel i pusty uchwyt. Następnie na karcie konfiguracji kliknij puste. Następnie w pustym edytorze kliknij przycisk Dodaj puste.

Ustaw nowy obiekt jako pusty, a typ jako pusty powierzchnię. Teraz wybierz kontur jako typ definicji i zaimportuj pusty kształt, klikając import z pliku CAD. W obszarze Opcje siatki zdefiniuj zagęszczenie jako poziom nałożony i wybierz poziom pierwszy.

Następnie wyłącz automatyczne tworzenie siatki i ustaw rozmiar siatki na cztery milimetry. Kontynuuj definiowanie właściwości materiału w edytorze pustych naczyń. Na karcie materiału kliknij załaduj materiał i wybierz materiał AA-sześć-zero-osiem-dwa.

Ustaw kierunek walcowania na X równa się jeden. Ustaw grubość półfabrykatu na dwa milimetry, a temperaturę początkową półfabrykatu na 490 stopni Celsjusza. Następnie przejdź do zakładki konfiguracji, kliknij proces i wybierz ikonę plusa, aby załadować nowe makro.

Następnie przejdź do folderu formowania na gorąco stempla i wybierz plik GPA podwójnej akcji z walidacją HF. W oknie dialogowym dostosowywania aktywuj obiekty półfabrykatu, matrycy, stempla i uchwytu półfabrykatu. Na karcie etapów aktywuj grawitację, trzymanie, tłoczenie i hartowanie.

Teraz ustaw wszystkie parametry w atrybutach obiektu na karcie ustawień, aby odpowiadały rzeczywistej konfiguracji eksperymentalnej. Ustaw współczynniki przenikania ciepła w funkcji szczeliny i nacisku kontaktowego. Następnie kliknij ikonę wyboru, aby sprawdzić, czy nie ma błędów, a jeśli ich nie ma, kliknij ikonę obliczeń, aby rozpocząć symulację na komputerze hosta.

Po zaobserwowaniu wyników uruchom skrypt, aby wyeksportować wartości głównego odkształcenia, mniejszego odkształcenia i konturu temperatury dla wszystkich elementów ze wszystkich stanów symulacji jako plików ascii, a następnie zapisz pliki. Dzięki takiemu wykorzystaniu danych żadne informacje o geometrii komponentu nie są przekazywane do portalu internetowego, co chroni wszelkie informacje poufne. Teraz uzyskaj dostęp do Smart Forming, który jest nowo utworzonym portalem do symulacji KBC-FE, i zaloguj się do własnego profilu użytkownika.

Wybierz moduł przewidywania granicy formowania i wyeksportuj pliki wyników symulacji do komputera w chmurze. Następnie wprowadź liczbę stanów w symulacji, ręcznie wprowadź szczegóły i parametry symulacji, a następnie rozpocznij obliczenia. Po wykonaniu obliczeń pobierz wyniki z komputera w chmurze w celu wizualizacji w symulacji ES.

Następnie należy załadować stan końcowy wyników symulacji ES i w zakładce coutours kliknąć na zaimportowane, a następnie wartości skalarne. Wybierz ascii, aby wyświetlić wyniki przewidywania granicy formowania. W tej sekcji opisano, w jaki sposób obliczenia KBC-FE mogą być wykorzystywane do przewidywania trwałości narzędzi przy użyciu alternatywnego procesu formowania.

Utwórz i nazwij nowy projekt symulacyjny w oprogramowaniu symulacyjnym ES. Podczas zapisywania projektu należy wybrać proces jako standardowe znakowanie, a typ solvera jako PAM AutoStamp. Następnie zaimportuj geometrię matrycy, klikając narzędzia importu CAD.

Następnie zaimportuj i przenieś plik geometrii IGS matrycy w kształcie litery U do interfejsu graficznego. Wybierz strategię sprawdzania poprawności siatki narzędzi i ustaw rozmiar siatki na dwa milimetry, przy maksymalnym kącie pięciu. Nazwij importowany obiekt jako matrycę.

W ten sam sposób zaimportuj stempel i uchwyt półfabrykatu. Teraz w obszarze konfiguracji kliknij puste i dodaj puste w pustym edytorze. Ustaw nowy obiekt jako pusty, a następnie wybierz typ jako pusty powierzchnia.

Następnie wybierz cztery punkty jako typ definicji i ustaw rozmiar pustego miejsca na 120 na 80 milimetrów kwadratowych. Upewnij się, że automatyczne tworzenie siatki jest wyłączone i ustaw rozmiar siatki na jeden punkt pięć milimetrów. Teraz zdefiniuj właściwości materiału w edytorze pustych naczyń.

Kliknij załaduj materiał na karcie materiału i wybierz materiał AA pięć-siedem-pięć-cztery H jeden-jeden-jeden jako właściwości materiału. Następnie ustaw grubość półfabrykatu na jeden punkt pięć milimetrów przy początkowej temperaturze 20 stopni Celsjusza. Kontynuuj, klikając proces na karcie konfiguracji i wybierz ikonę plusa, aby załadować nowe makro.

Przejdź do folderu wykonalności stempla i wybierz plik GPA z podwójną kropką tylko do stemplowania. W oknie dialogowym dostosowywania aktywuj półfabrykat, matrycę, stempel i uchwyt półfabrykatu. W obszarze Etapy aktywuj stemplowanie.

Teraz ustaw wszystkie parametry w symulacji tak, aby odpowiadały rzeczywistej konfiguracji eksperymentu. Następnie kliknij sprawdź w konfiguracji, aby upewnić się, że nie popełniono żadnych błędów. Teraz kliknij ikonę obliczeń i rozpocznij obliczenia dla 11-stanowej symulacji gięcia w kształcie litery U na komputerze hosta.

Po zakończeniu symulacji uruchom skrypt, aby wyeksportować pliki ascii z danymi współrzędnych i danymi nacisku kontaktowego dla matrycy. Następnie z portalu inteligentnego formowania wybierz moduł przewidywania trwałości narzędzia, ręcznie wprowadź szczegóły symulacji oraz liczbę stanów w symulacji, a następnie wyeksportuj pliki wyników symulacji do komputera w chmurze. Następnie rozpocznij obliczenia.

Po zakończeniu obliczeń pobierz wyniki i wyświetl ich stan końcowy w oprogramowaniu symulacyjnym ES. W tym celu należy przejść do zakładki kontury, kliknąć na zaimportowane, a następnie na wartości skalarne. Następnie wybierz ascii, aby wyświetlić wyniki przewidywania trwałości narzędzia.

Początkowy kształt półfabrykatu zaczerpnięty z konwencjonalnego procesu tłoczenia na zimno został wykorzystany w symulacji KBC-FE. Wyniki eksperymentalne z tym kształtem miały duże obszary uszkodzeń widoczne po tłoczeniu na gorąco. Po jednej iteracji optymalizacji kształtu półfabrykatu powstał prawie w pełni udany panel ze znacznie mniejszą szyjką.

Można zauważyć, że nadal istnieje oznaka szyjki w kieszeniach w prawym i lewym górnym rogu panelu. Po dalszej optymalizacji uzyskano kształt pustego miejsca bez widocznego szyjkowania na panelu. Zoptymalizowany kształt półfabrykatu został zweryfikowany za pomocą prób tłoczenia na gorąco przeprowadzonych na w pełni zautomatyzowanej linii produkcyjnej.

Aby zbadać wpływ siły trzymania półfabrykatu na trwałość narzędzia, zbadano trzy siły trzymania ślepej próby. Przy stałej prędkości formowania wynoszącej 250 milimetrów na sekundę, przez ponad 300 cykli formowania, pozostała grubość kodowania zmniejszała się wraz ze wzrostem siły trzymania półfabrykatu. Wykres ciśnienia i pozostałej grubości kodowania wzdłuż krzywoliniowej odległości matrycy wykazał, że zużycie kodowania występuje głównie w promieniu wejścia matrycy.

Dwie wartości szczytowe redukcji grubości kodowania odpowiadają szczytom ciśnienia. Dzięki jednoczesnemu opracowaniu modeli predykcyjnych i wdrożeniu ich jako modułów na portalu inteligentnego formowania, dokładność komercyjnych symulacji MES może zostać znacznie zwiększona bez użycia skomplikowanych podprogramów. Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać, że różne moduły muszą być kalibrowane zgodnie z symulowanym stopem blachy.

Oprócz przewidywania granicy formowania i trwałości narzędzia, za pomocą tej techniki można potencjalnie uchwycić inne cechy procesów formowania, takie jak ewolucja marchistrukturalna i przewidywanie wytrzymałości słupków. Oznacza to, że specjalizacje czołowych naukowców z całego świata mogą być teraz ze sobą połączone, wnosząc wkład w prace w zakresie obróbki plastycznej metali w postaci modułów. Implikacje tej techniki rozciągają się na duże zbiory danych.

Informacje o warunkach formowania się z wielu procesów mogą być zestawiane w celu przeprowadzenia odpowiedniej analizy w celu ukierunkowania przyszłych prac eksperymentalnych i rozwoju modeli.